[0001] Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung mit einem Brennraum zur Verbrennung von
Brennmaterial auf Basis von Biomasse, wie dies im Anspruch 1 angegeben ist.
[0002] Aus der
DE 196 33 755 A1 ist eine gattungsgemäße Heizeinrichtung zur Verbrennung von Biomasse bekannt. Die
zur Verbrennung in dieser Heizeinrichtung vorgesehene Biomasse ist dabei durch Pellets
definiert, welche mittels einer elektromotorisch angetriebenen, schräg nach oben fördernden
Fördervorrichtung und einer nachgeordneten Schurre bzw. Schwerkraftrutsche ausgehend
von der Unterseite eines Vorratsbehälters für Pellets von oben in eine im Brennraum
der Heizeinrichtung befindliche Brennerschale zur Verbrennung der Pellets gefördert
werden. Zur Absaugung der im Brennraum entstehenden Rauchgase ist ein Rauchgasgebläse
vorgesehen, welches die Rauchgase über einen vertikal verlaufenden Rauchgaskanal in
Richtung zu einer im unteren Endabschnitt der Rückseite der Heizeinrichtung positionierten
Rauchgasauslassöffnung leitet. Diese vorbekannte Ausgestaltung einer Heizeinrichtung
hat sich bisher für viele Anwendungsfälle bewährt, ist jedoch nur in Teilaspekten
ausreichend zufriedenstellend.
[0003] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heizeinrichtung zu schaffen,
die zum einen erhöhten Benutzungskomfort bietet und zum anderen die Erzielung eines
möglichst hohen thermischen Wirkungsgrades ermöglicht. Insbesondere ist eine Heizeinrichtung
zur direkten Aufstellung in Wohnbereichen zu schaffen, welche neben erhöhtem Nutzungs-
bzw. Bedienungskomfort und einem möglichst hohen Wirkungsgrad in Bezug auf die bereitgestellte
Wärmeenergie, auch einen besonders sicheren bzw. möglichst problemfreien Betrieb ermöglicht.
[0004] Diese Aufgabe der Erfindung wird durch eine Heizeinrichtung mit den Merkmalen gemäß
Anspruch 1 gelöst.
[0005] Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahmen liegt darin, durch den in bzw. an der
Heizeinrichtung implementierten Wärmetauscher ein hoher thermischer Wirkungsgrad in
Bezug auf den Brennwert des zugeführten Brennmaterials und der daraus bereitgestellten
bzw. generierten Wärmeenergie zur Erwärmung der Umgebungsluft erzielt ist. Dieser
durch den Wärmetauscher optimierte, thermische Wirkungsgrad der Heizeinrichtung kann
dabei unter anderem durch das elektrische Rauchgasgebläse positiv beeinflusst werden.
Insbesondere kann das Rauchgasgebläse durch einfache steuerungstechnische Maßnahmen
derart gesteuert bzw. reguliert werden, dass die im Rauchgas enthaltene Wärmeenergie
zu einem möglichst hohen Prozentsatz an die Oberflächen des Wärmetauschers übertragen
wird, sodass dieser zur möglichst effizienten Erwärmung der Umgebungsluft um die Heizeinrichtung
beitragen kann. Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahmen liegt darin,
dass neben der Optimierung des Wirkungsgrades der Heizeinrichtung auch der Verbrennungsprozess
begünstigt werden kann, indem das Rauchgasgebläse für eine optimierte Zufuhr von Verbrennungsluft
in den Brennraum sorgen kann. Insbesondere kann über einfache steuerungstechnische
Vorgänge, insbesondere über definierte Ein-/Ausschaltbefehle und/oder über Drehzahlsteuerungen
des Rauchgasgebläses ein optimaler Verbrennungsprozess durch günstige Unterdruckwerte
im Brennraum und somit durch ideale Mengen bzw. Volumen an zugeführter Verbrennungszuluft
erzielt werden. Insbesondere kann durch Optimierung der Menge an Verbrennungszuluft,
welche via das Rauchgasgebläse zugeführt bzw. angesaugt wird, ein günstiger Arbeitspunkt
in Bezug auf eine möglichst wirtschaftliche bzw. effiziente und zugleich schadstoffarme
Verbrennung des Brennmaterials gewährleistet werden.
[0006] Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahmen liegt darin, dass eine anspruchsgemäß
ausgebildete Heizeinrichtung eine hohe Betriebssicherheit aufweist bzw. das Entstehen
kritischer Betriebszustände automatisiert unterbindet bzw. selbsttätig ausschließt.
Insbesondere ist sichergestellt, dass bei plötzlichem bzw. unvorhergesehenem Ausfall
der Funktion des Rauchgasgebläses, insbesondere bei Entfall der Saug- bzw. Druckwirkung
des Rauchgasgebläses, ein ordnungsgemäßer Abbrand von im Brennraum der Heizeinrichtung
noch vorhandenem bzw. bereits vorhandenem, und in der Brandphase befindlichem Brennmaterial
gewährleistet ist. Insbesondere wird durch das erfindungsgemäße Stellorgan, welches
bei Ausfall oder Unterbrechung der elektrischen Betriebs- oder Versorgungsenergie
für die Heizeinrichtung selbsttätig in eine Arbeits- bzw. Öffnungsstellung überführt
wird, sichergestellt, dass eine ausreichende Abfuhr von entstehenden Rauchgasen bzw.
eine ausreichende Zufuhr von Verbrennungsluft gewährleistet bleibt. Insbesondere wird
durch die Verkürzung bzw. Umgehung der Rauchgaszüge des Wärmetauschers gewährleistet,
dass auch ohne Gebläseunterstützung ein problemfreier Abbrand des Brennmaterials bzw.
eine ausreichende Zufuhr von Sauerstoff erfolgt. Insbesondere wird von der erfindungsgemäßen
Heizeinrichtung bei Ausfall oder Teilausfall der elektrischen Betriebs- oder Versorgungsenergie
automatisch bzw. selbsttätig auf einen Sonderbetriebszustand umgeschaltet, in welchem
auch ohne Unterstützung durch das Rauchgasgebläse eine ausreichende bzw. ordnungsgemäße
Abfuhr der Rauchgase und bzw. eine ausreichende Versorgung mit Verbrennungsluft gewährleistet
bleibt. Vor allem dann, wenn der Wärmetauscher lange Rauchgaskanäle aufweist, um einen
hohen Wirkungsgrad zu erzielen, würde es ohne die erfindungsgemäßen Maßnahmen bei
einem Stromausfall bzw. bei einem technischen Defekt zu einem schlechten Verbrennungsvorgang
bzw. zu einer allmählichen Abstickung und verstärkten Rauchgaskonzentration im Brennraum
kommen. Darüber hinaus entstehen bei schlechten Verbrennungsvorgängen unter Umständen
erhöhte Konzentrationen von brennbaren Gasen, welche zu kritischen Verpuffungen führen
können. Außerdem würden erhöhte Rauchgaskonzentrationen im Brennraum bei unsachgemäßen
bzw. übereilten Handlungen seitens der Bedienperson rasch zu Verschmutzungen bzw.
kritischen Rauchgasentwicklungen außerhalb des Brennraumes der Heizeinrichtung führen.
Derartige, relativ kritische Zustände werden durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen
zuverlässig und automatisiert ausgeschlossen, ohne dass hierfür aufwändige, elektronische
Überwachungssysteme erforderlich sind.
[0007] Von Vorteil sind auch die Maßnahmen nach Anspruch 2, da dadurch bei fehlender Unterstützung
durch das Rauchgasgebläse unmittelbar eine Umgehung bzw. strömungstechnische Abtrennung
des Wärmetauschers für die Rauchgase geschaffen ist und durch natürliche bzw. thermische
Konvektion ein Abtransport der Rauchgase aus dem Brennraum und eine ausreichende Zufuhr
von Verbrennungsluft in den Brennraum gewährleistet ist. Insbesondere wird durch diese
Maßnahmen ein ausreichender Unterdruck bzw. ein sogenannter Zug im Brennraum aufrechterhalten,
sodass ein ordnungsgemäßer bzw. unkritischer Abbrand des im Brennraum noch vorhandenen,
bereits im Verbrennungsprozess befindlichen Brennmaterials sichergestellt ist. Insbesondere
werden durch die Maßnahmen gemäß Anspruch 2 der Wärmetauscher bzw. dessen Rauchgaskanäle
strömungstechnisch quasi kurzgeschlossen bzw. auf einfache Art und Weise umgangen
bzw. überbrückt.
[0008] Von besonderem Vorteil sind die Maßnahmen gemäß Anspruch 3, da dadurch sichergestellt
ist, dass das Stellorgan bei Unterbrechung oder Ausfall der elektrischen Betriebs-
oder Versorgungsenergie unmittelbar und selbsttätig umgestellt, insbesondere in seine
Öffnungsstellung überführt wird. Diese Überführung erfolgt dabei ohne dem Erfordernis
von elektrischer Antriebsenergie, sodass die sogenannte Schalt- bzw. Umschaltzuverlässigkeit
besonders hoch ist. Insbesondere ist dadurch ein besonders funktionszuverlässiges
und ausfallsicheres Sicherheitssystem geschaffen, nachdem die durch mechanische Federn
oder Schwerkraft bereitgestellte bzw. gespeicherte Bewegungsenergie für das Stellorgan
zuverlässig zur Verfügung steht, sobald eine Unterbrechung oder ein Ausfall der elektrischen
Betrieb- oder Versorgungsenergie der Heizeinrichtung bzw. für das Rauchgasgebläse
vorliegt.
[0009] Von Vorteil sind auch die Maßnahmen nach Anspruch 4, da dadurch das Stellorgan erst
dann, und nur dann wieder in die Verschlussstellung überführbar ist, sobald die elektrische
Betriebs- oder Versorgungsenergie vorliegt bzw. wieder verfügbar ist. Dadurch ist
sichergestellt, dass eine Rauchgasführung über den Wärmetauscher erst dann erfolgen
kann, wenn das Rauchgasgebläse bzw. die Steuervorrichtung die plangemäße Funktion
wieder erfüllen bzw. übernehmen kann. Insbesondere wird dadurch in einfacher Art und
Weise ausgeschlossen, dass nach einer Überführung des Stellorgans in die Offenstellung
- insbesondere aufgrund eines Ausfalls der elektrischen Betriebs- oder Versorgungsenergie
oder aufgrund eines technischen bedingten Ausfalls des Rauchgasgebläses - der Benutzer
durch Unachtsamkeit oder Unwissenheit das Stellorgan derart umstellt, dass das Rauchgas
gezwungen ist, über den relativ langen, einen erhöhten Strömungswiderstand aufweisenden
Strömungsweg durch den Wärmetauscher zu beschreiten. Insbesondere kann das Stellorgan
nur dann in die Verschlussstellung überführt werden, wenn die Voraussetzungen für
einen elektrisch unterstützten bzw. automationsgestützten Betrieb der Heizeinrichtung
gesichert sind.
[0010] Vorteilhaft sind auch die Maßnahmen gemäß Anspruch 5, da dadurch das Stellorgan als
verschwenkbare Stellklappe ausgeführt ist, welche eine hohe Funktions- bzw. Betriebszuverlässigkeit
bietet. Insbesondere wird dadurch auch bei Verunreinigungen, wie sie im Rauchgastrakt
der Heizeinrichtung naturgemäß auftreten, eine hohe Funktionszuverlässigkeit für das
entsprechende Verstellorgan gewährleistet. Insbesondere ist eine Schwenklagerung im
Vergleich zu einer Linearführung vergleichsweise robuster in Bezug auf Ruß bzw. Partikelansammlungen,
nachdem Drehlagerungen wesentlich verklemmungsfreier aufgebaut werden können, als
translatorische Führungen bzw. linearverstellbare Schieberelemente. Durch diese Maßnahmen
kann also die Funktions- bzw. Betriebszuverlässigkeit des Stellorgans deutlich gesteigert
werden.
[0011] Durch die Maßnahmen bzw. Verhältnisse gemäß Anspruch 6 ist sichergestellt, dass dann,
wenn die Bypass-Öffnung aktiv bzw. geöffnet ist, ein Abzug der Rauchgase über die
Bypass-Öffnung automatisch eintritt und eine zuverlässige Abfuhr der Abgase aus dem
Brennraum vorliegt.
[0012] Durch die Maßnahmen gemäß Anspruch 7 ist sichergestellt, dass bei Ausfall des Rauchgasgebläses,
insbesondere bei Unterbrechung der elektrischen Energieversorgung für die Heizeinrichtung
bzw. an der Heizeinrichtung, eine durch Kaminwirkung aufgebaute Abfuhr von Rauchgasen
aus dem Brennraum gewährleistet ist und der Wärmetauscher strömungstechnisch quasi
kurzgeschlossen wird.
[0013] Von Vorteil sind auch die weiterbildenden Maßnahmen gemäß Anspruch 8, da dadurch
ein relativ langfristiger Heizbetrieb ermöglicht ist, ohne dass eine Bedienperson
bzw. ein Endbenutzer für Nachschub an Brennmaterial sorgen muss. Insbesondere wird
dadurch ein hoher Benutzungskomfort bereitgestellt und kann in vielen Fällen ein energieoptimierter
und relativ schadstoffarmer Betrieb der Heizeinrichtung gewährleistet werden.
[0014] Von besonderem Vorteil ist auch die Ausgestaltung nach Anspruch 9, da dadurch ein
Rückbrand in den Zufuhrkanal für Brennmaterial bzw. in den Vorratsbehälter zuverlässig
ausgeschlossen werden kann. Insbesondere wird bei einem Ausfall der Fördervorrichtung
bzw. bei Verstopfungsproblemen im Zufuhrkanal, beispielsweise in Bezug auf eine Förderschnecke,
zuverlässig verhindert, dass über ein im Zufuhrkanal befindliches Brennmaterial ein
Zurückglosen bzw. ein Zurückbrennen in Richtung zum Vorratsbehälter des Brennmaterials
eintritt. Die automatische, mechanische Absperrung im Falle einer Unterbrechung oder
eines Ausfalls der elektrischen Betriebs- oder Versorgungsenergie für das Rauchgasgebläse
bzw. in Bezug auf die Brennmaterialzufuhrvorrichtung resultiert somit in einer deutlich
erhöhten Betriebssicherheit der Heizeinrichtung. Insbesondere kann dadurch auch eine
Brennmaterialzufuhrvorrichtung mit seitlicher Zufuhr von Brennmaterial in eine Brennraum-Mulde
ohne einem Auftreten von sicherheits- bzw. feuertechnischen Problemen bedenkenlos
eingesetzt werden.
[0015] Durch die Maßnahmen gemäß Anspruch 10 kann eine gute bzw. funktionssichere Dosierung
von rieselfähigem Brennmaterial erzielt werden. Außerdem kann dadurch das Risiko eines
Rückbrandes entgegen die Förderrichtung des Brennmaterials bereits stark minimiert
werden. Von besonderem Vorteil in Bezug auf eine hohe Rückbrandsicherheit sind auch
die Maßnahmen gemäß Anspruch 11. Insbesondere wird durch die Implementierung eines
Fallschachtes, welcher beispielsweise aufgrund steuerungstechnischer oder aufgrund
dimensionsabhängiger Maßnahmen stets frei von Brennmaterial gehalten werden kann,
eine brennmaterialfreie Zone geschaffen, wodurch das Risiko eines Rückbrandes in den
Vorratsbehälter stark reduziert bzw. eliminiert ist. Auch ein Rückglosen in den Vorratsbehälter
kann dadurch mit äußerst hoher Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen werden.
[0016] Weiters sind die Maßnahmen nach Anspruch 12 von Vorteil, da dadurch die ordnungsgemäße
Funktion des Sperrelementes mit besonders hoher Zuverlässigkeit sichergestellt werden
kann. Insbesondere durch das Nicht-Vorhandensein von Brennmaterial im Fallschacht,
welche Brennmaterialfreiheit steuerungstechnisch einfach gewährleistet werden kann,
ist ein plangemäßes Funktionieren des Sperrelementes in hohem Ausmaß sichergestellt.
Insbesondere kann eine spontan benötigte Trenn- bzw. Absperrwirkung des Sperrelementes
durch den zumindest im oberen Endabschnitt freien, vertikalen Fallschacht in hohem
Ausmaß gewährleistet werden. Vor allem können keine Verklemmungen zwischen dem Sperrelement
und dem Brennmaterial auftreten, sodass eine zuverlässige, feuersichere Absperrung
der Brennmaterialzufuhrvorrichtung via den zwischengeschalteten Fallschacht erzielbar
ist.
[0017] Von besonderem Vorteil sind auch die Maßnahmen nach Anspruch 13, da dadurch das Sperrelement
bei Ausfall oder Unterbrechung der elektrischen Betriebs- oder Versorgungsenergie
der Heizeinrichtung oder auch bei einem Defekt in der Brennmaterialzufuhrvorrichtung,
beispielsweise bei einem Defekt oder technischen Versagen einer elektromotorischen
Antriebsvorrichtung der Fördervorrichtung, automatisch in eine die Brennmaterialzufuhr
bzw. den Förderkanal absperrende Stellung überführt wird. Es ist somit eine zwangsweise
Kopplung zwischen dem Vorliegen und Nicht-Vorliegen von elektrischer Betriebs- oder
Versorgungsenergie und der jeweiligen Stellung des Sperrelementes geschaffen. Sobald
dann die elektrische Betriebs- oder Versorgungsenergie ausfällt, wird das Sperrelement
unverzüglich und selbsttätig in die Sperrstellung überführt. Diese Überführung erfolgt
dabei ohne einem Erfordernis von elektrischer Antriebsenergie, insbesondere durch
Federkraft und/oder durch Schwerkrafteinwirkung, wodurch die Zuverlässigkeit bzw.
Verfügbarkeit der Sperrfunktion besonders hoch ist. Insbesondere wird die Offen- bzw.
Freigabestellung des Sperrelementes bzw. des Brennmaterialzufuhrkanals durch elektrische
Energie gewährleistet bzw. beibehalten und wird bei Ausfall der elektrischen Energie
für die Heizeinrichtung bzw. für einzelne Komponenten der Heizeinrichtung eine sofortige
Absperrung der Brennmaterialzufuhr bzw. von wenigstens einem Brennmaterial-Zufuhrkanal
sichergestellt. Die Funktionszuverlässigkeit und Betriebssicherheit der Heizeinrichtung
kann dadurch maßgeblich gesteigert werden.
[0018] Es sind aber auch die Maßnahmen gemäß Anspruch 14 von Vorteil, da durch die funktionale
Kombination des Stellorgans für die Rauchgasumlenkung mit dem Sperrelement für die
Absperrung des Zufuhrkanals eine besonders betriebssichere Heizeinrichtung geschaffen
wird. Insbesondere wird bei Stromausfall oder Stromunterbrechung an der Heizeinrichtung
ein Sonderbetriebszustand bzw. ein alternativer Betriebszustand automatisiert und
unverzüglich hergestellt, welcher Sonderbetriebszustand hohen sicherheitstechnischen
Anforderungen entspricht. Die Ausnutzung von Feder- oder Schwerkrafteinwirkungen gegenüber
dem Stellorgan bzw. auf das Sperrelement ist dabei besonders funktionszuverlässig
und technisch relativ einfach umzusetzen, sodass auch hohen wirtschaftlichen Anforderungen
entsprochen wird. Insbesondere werden elektrische Puffer- bzw. Speichersysteme, wie
zum Beispiel Akkumulatoren, oder auch Druck bzw. Gasspeichersysteme, welche erhöhten
technologischen Aufwand und auch erhöhten Wartungsaufwand bzw. regelmäßigen Kontrollaufwand
verursachen würden, vermieden. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen bieten somit hohe Wirtschaftlichkeit
aufgrund hoher Wartungsfreiheit und zugleich erhöhte Funktionszuverlässigkeit.
[0019] Schließlich sind auch die Maßnahmen gemäß Anspruch 15 von besonderem Vorteil, da
dadurch eine Heizeinrichtung geschaffen ist, die neben einem hohen Wirkungsgrad bzw.
neben einer hohen Heizleistung, was insbesondere bei der automatisierten Verbrennung
von dosiert zugeführten Pellets erreicht werden kann, im Bedarfsfall oder auf Wunsch
der Bedienperson, oder auch in Not- oder Sonderfällen, auch ohne einem Vorhandensein
von elektrischer Betriebs- oder Versorgungsenergie betrieben werden kann bzw. für
(Not-)Heizzwecke verfügbar ist. Insbesondere ist in Verbindung mit dem automatisiert
umschaltenden Stellorgan bzw. in Verbindung mit dem sich selbsttätig umstellenden
Sperrelement ein Heizbetrieb mit manuell zuführbarem Scheitholz problemlos und bedenkenfrei
ermöglicht. Nachdem diese Heizeinrichtung aufgrund der erfindungsgemäßen Maßnahmen
wahl- bzw. wechselweise oder auch kombiniert mit Pellets und Scheitholz betreibbar
ist, wobei im Scheitholzbetrieb keine elektrische Betriebs- oder Versorgungsenergie
an der Heizeinrichtung erforderlich ist und dennoch ein problemloser Verbrennungsvorgang
bzw. Abbrand gewährleistet ist, kann eine hohe Akzeptanz der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung
bei Endverbrauchern erzielt werden. Insbesondere sind dadurch Vorteile hinsichtlich
der Flexibilität, der Wirtschaftlichkeit, der Effizienz, der Betriebssicherheit und
der Funktionszuverlässigkeit der Heizeinrichtung erzielbar, wobei auch die problemlose
Verfügbarkeit von Scheitholz-Heizleistung ohne jeglichem Verbrauch von elektrischer
Energie bzw. ohne der Notwendigkeit von elektrischer Betriebs - oder Versorgungsenergie
für den Endverbraucher bzw. Benutzer der Heizeinrichtung von besonderem Vorteil sein
kann.
[0020] Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren
näher erläutert.
[0021] Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, beispielhafter Darstellung:
- Fig. 1
- eine Heizeinrichtung mit Merkmalen der Erfindung in perspektivischer Darstellung;
- Fig. 2
- die Heizeinrichtung nach Fig. 1 in Seitenansicht gemäß Pfeil II in Fig. 1 in teilweise
geschnittener Darstellung und mit teilweise aufgerissen dargestellten Teilbereichen
bzw. Komponenten der Heizeinrichtung;
- Fig. 3
- die Heizeinrichtung gemäß Fig. 1 teilweise aufgerissen und geschnitten in Frontansicht
gemäß Pfeil III in Fig. 1;
- Fig. 4
- die Heizeinrichtung nach Fig. 1 in Ansicht von oben ohne dem in Fig. 3 schematisch
angedeuteten Vorratsbehälter für rieselfähiges Brennmaterial.
[0022] Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen
gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen
werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß
auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen
werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben,
unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen
und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und
beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische
oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.
[0023] In den Fig. 1 bis 4 ist ein Ausführungsbeispiel einer Heizeinrichtung 1 mit technischen
Maßnahmen zur Erhöhung von dessen Betriebs- bzw. Funktionssicherheit veranschaulicht.
Diese Heizeinrichtung 1 kann durch beliebige Öfen zur Verbrennung bzw. zur Verfeuerung
von Biomasse gebildet sein. Insbesondere kann die Heizeinrichtung 1 durch einen sogenannten
Kaminofen gebildet sein, der unter anderem auch hohen ästhetischen Ansprüchen gerecht
wird. Die entsprechende Biomasse kann durch jegliches Brennmaterial in Form von Holz,
insbesondere durch Scheitholz, Pellets, oder auch durch Hackschnitzel, gebildet sein.
Die beispielsgemäß veranschaulichte Heizeinrichtung 1 ist insbesondere für die kombinatorische
bzw. wechselweise Verfeuerung bzw. Verbrennung von Pellets und Scheitholz ausgebildet.
Wesentlich ist, dass die Heizeinrichtung 1 primär zur Bereitstellung von Wärme dient,
um vorzugsweise Wohnräume damit zu beheizen. Die entsprechende Heizeinrichtung 1 ist
dabei direkt im Wohnbereich errichtet und gibt entsprechende Wärme durch Strahlungswärme
bzw. Konvektionswärme in die Umgebung ab, indem sie in entsprechendem Ausmaß die Raum-
bzw. Umgebungsluft um die Heizeinrichtung 1 erwärmt. Es ist auch möglich, der Heizeinrichtung
1 Warmhaltefächer bzw. Backfächer zuzuordnen, oder Wärmetauscherelemente vorzusehen,
um eine Warmwasseraufbereitung für Heizungs- und/oder Brauchwasser zu ermöglichen.
[0024] Die Heizeinrichtung 1 umfasst ein im Wesentlichen quaderförmiges Gehäuse, in welchem
ein Brennraum 2 zur Verbrennung von Brennmaterial auf Basis von Biomasse ausgebildet
ist. Der Brennraum 2 ist in Richtung nach unten durch einen Brennraumrost bzw. durch
eine Brennraum-Bodenplatte 3 begrenzt. Nach oben hin ist der Brennraum 2 durch wenigstens
eine Brennraum-Deckplatte 4 begrenzt, welche Brennraum-Deckplatte 4 auch mehrteilig
bzw. abgestuft ausgeführt sein kann bzw. auch geneigt ausgerichtete Abschnitte umfassen
kann.
[0025] In horizontaler Richtung ist der Brennraum 2 durch Brennraumwände 5 begrenzt, welche
auch feuerfeste Verkleidungen, insbesondere Schamott-Steine, umfassen können. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel, bei welchem der Brennraum 2 eine im Querschnitt rechteckförmige
Umrisskontur aufweist, sind zwei Brennraum-Seitenwände 6, 7, eine Brennraum-Frontwand
8 und eine dieser gegenüberliegende Brennraum-Rückwand 9 ausgebildet. Die genannten
Brennraumwände 5 bzw. die Brennraum-Bodenplatte 3 und die Brennraum-Deckplatte 4 können
dabei auch mehrschichtig ausgeführt sein, insbesondere festigkeitsrelevante, metallische
Schichten und feuerfeste bzw. hochtemperaturbeständige Verkleidungsschichten, zum
Beispiel aus sogenannten Schamott-Steinen, umfassen.
[0026] In der Brennraum-Frontwand 8 ist zumindest eine Beschickungsöffnung 10 aus-gebildet,
welche seitens einer Bedienperson der Heizeinrichtung 1 mittels einer Brennraumtür
11 bedarfsweise freigeb- und verschließbar ist. Diese wahlweise freigeb- und verschließbare
Beschickungsöffnung 10 dient zur manuellen Zufuhr von stückigem Brennmaterial in den
Brennraum 2. Insbesondere ist diese Beschickungsöffnung 10 derart dimensioniert, dass
eine Einbringung von Scheitholz in den Brennraum 2, insbesondere eine Ablage von mehreren
Scheitholz-Stücken auf der Brennraum-Bodenplatte 3 ermöglicht ist. Entsprechend der
dargestellten, vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Heizeinrichtung 1 weiters
eine wenigstens teilweise automatisiert betriebene bzw. automatisierbare Brennmaterialzufuhrvorrichtung
12, wie dies am besten auf Fig. 3 ersichtlich ist. Diese weist wenigstens einen Zufuhrkanal
13, 14 zur automatisierten bzw. selbsttätig regulierten Zufuhr von rieselfähigem Brennmaterial
auf. Insbesondere ist diese Brennmaterialzufuhrvorrichtung 12 zur automatisierten
Zufuhr von Pellets oder Hackgut in das Innere des Brennraumes 2 ausgebildet. Diese
Brennmaterialzufuhrvorrichtung 12 umfasst hierfür neben den Zufuhrkanälen 13, 14 wenigstens
einen Vorratsbehälter 15, aus welchem vorrätig gehaltenes Brennmaterial, insbesondere
eine bestimmte Vorratsmenge an Pellets, in dosierter und selbsttätig regulierender
Menge über den wenigstens einen Zufuhrkanal 13, 14 bzw. über entsprechende Fördervorrichtungen
dem Brennraum 2 zur thermischen Verbrennung zugeführt werden kann.
[0027] Bevorzugt wird das rieselfähige Brennmaterial, insbesondere das dem Brennraum 2 quasi
portionsweise bzw. dosiert zugeführte Pellets-Volumen in eine Brennraum-Mulde 16 gefördert.
In dieser Brennraum-Mulde 16 ist die jeweils zur Verbrennung vorgesehene Menge an
Brennmaterial, insbesondere an Pellets, enthalten, wobei über die Brennmaterialzufuhrvorrichtung
12, insbesondere über diverse Fördervorrichtungen, wie zum Beispiel Förderschnecken,
für einen regulierten Nachschub bzw. für eine ausreichende Nachführung von Pellets
gesorgt wird, um eine adäquate Verbrennung mit ausreichender Heiz- bzw. Wärmeleistung
zu erzielen. Die Brennraum-Mulde 16, welche zur Aufnahme von den zur Verbrennung vorgesehenen
Pellets ausgebildet ist, ist vorzugsweise im Zentrumsbereich der Brennraum-Bodenplatte
3 positioniert. Die Brennraum-Mulde 16, welche als schalenartiger Aufnahmekörper ausgeführt
ist und eine Mehrzahl von Durchbrüchen zur Zufuhr von Verbrennungsluft in den Aufnahmebereich
der Brennraum-Mulde 16 aufweist, ist gegenüber der Oberseite 17 der Brennraum-Bodenplatte
3 vertieft angeordnet, wie dies am besten aus den Fig. 3 ersichtlich ist. Das heißt,
dass der Bodenabschnitt 18 der Brennraum-Mulde 16 um eine vorbestimmte Vertikaldistanz
19 tiefer angeordnet ist, als die Oberseite 17 der Brennraum-Bodenplatte 3 bzw. als
die Abstützebene für Scheitholz auf der Brennraum-Bodenplatte 3. Der Bodenabschnitt
18 der Brennraum-Mulde 16 ist vorzugsweise als ein um eine horizontale Schwenkachse
20 dreh- bzw. kippbarer Pelletsrost 21 ausgeführt. Insbesondere kann ein manuell initiiertes
bzw. automatisiert gesteuertes Abkippen bzw. Verschwenken des Pelletsrostes 21 vorgesehen
sein, um dadurch nichtbrennbare Rückstände bzw. Asche in eine darunter positionierte
Asche- bzw. Auffangwanne zu übergeben bzw. abfallen zu lassen.
[0028] Wie weiters vor allem aus Fig. 3 ersichtlich ist, kann die Brennraum-Bodenplatte
3 an ihrer Oberseite 17 eine Mehrzahl von verteilt angeordneten Abstütznoppen 22 aufweisen.
Diese Abstütznoppen 22 dienen zur erhöhten Abstützung von Scheitholz gegenüber der
im Wesentlichen ebenflächigen Oberseite 17 der Brennraum-Bodenplatte 3. Insbesondere
wird über diese Abstütznoppen 22 erreicht, dass das Scheitholz möglichst gleichmäßig
mit Verbrennungsluft umströmt wird, insbesondere auch die Unterseite des Scheitholzes
mit Verbrennungsluft beaufschlagt werden kann.
[0029] Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zumindest in einem Teilabschnitt
des Umfanges an einer oberen Öffnung 23 bzw. des oberen Öffnungsquerschnittes der
Brennraum-Mulde 16 wenigstens ein Fortsatz 24 ausgebildet, welcher die Oberseite 17
der Brennraum-Bodenplatte 3 überragt. Dieser wenigstens eine Fortsatz 24 ist zur erhöhten
Abstützung von Scheitholz oberhalb der im Wesentlichen ebenflächigen Oberseite 17
der Brennraum-Bodenplatte 3 vorgesehen. Insbesondere ermöglicht der wenigstens eine
Fortsatz 24 eine Abstützung von Scheitholz direkt oberhalb der Öffnung 23 der Brennraum-Mulde
16.
[0030] Die Rauchgase, welche bei der Verbrennung von dem auf der Brennraum-Bodenplatte 3
abgelegten Scheitholz bzw. bei der Verbrennung von Pellets in der Brennraum-Mulde
16 entstehen, werden - wie an sich bekannt - kontinuierlich oder diskontinuierlich
aus dem Brennraum 2 abgeleitet. Hierzu umfasst die Heizeinrichtung 1 wenigstens eine
Ausströmöffnung 25, welche zum Abführen von den bei der Verbrennung von Biomasse entstehenden
Rauchgasen aus dem Brennraum 2 vorgesehen ist. Diese wenigstens eine Ausströmöffnung
25 ist vorzugsweise im oberen Endabschnitt des Brennraums 2 bzw. des Gehäuses der
Heizeinrichtung 1 positioniert. Die Heizeinrichtung 1 umfasst - wie an sich bekannt
- auch wenigstens eine Rauchgasaustrittsöffnung 26, welche zur Überleitung von den
bei der Verbrennung von Biomasse entstehenden Rauchgasen in einen nicht dargestellten
Kamin oder in ein nicht dargestelltes, zwischengeschaltetes Rauchgasrohr vorgesehen
ist. Insbesondere stellt die Rauchgasaustrittsöffnung 26 quasi die Übergabeschnittstelle
für Rauchgas zwischen der Heizeinrichtung 1 und einer peripheren Ableitungsvorrichtung,
insbesondere einem Kamin dar.
[0031] Um den Wirkungsgrad der Heizeinrichtung 1 zu erhöhen, insbesondere um die durch die
Verbrennung der Biomasse entstehende Wärmeenergie möglichst effektiv in die Umgebung
bzw. Raumluft um die Heizeinrichtung 1 übertragen zu können, ist wenigstens ein Wärmetauscher
27, insbesondere ein sogenannter Rauchgas-/Umgebungsluft-Wärmetauscher 27 ausgebildet,
wie dies am besten aus Fig. 4 ersichtlich ist. Dieser Wärmetauscher 27 ist also als
sogenannter Gas/Gas-Wärmetauscher ausgeführt, nachdem der Wärmeübergang zwischen unterschiedlichen
gasförmigen Medien, insbesondere zwischen dem Rauchgas und der Umgebungs- bzw. Raumluft
zu erfolgen hat. Dieser wenigstens eine Wärmetauscher 27 ist strömungstechnisch zwischen
die Ausströmöffnung 25 aus dem Brennraum 2 und die Rauchgasaustrittsöffnung 26 aus
der Heizeinrichtung 1 eingebunden. Insbesondere liegt der Wärmetauscher 27 strömungstechnisch
zwischen der Ausströmöffnung 25 und der Rauchgasaustrittsöffnung 26, wobei auch dazwischen
liegende Übergangs- bzw. Überführungs- oder Anpassungskanalabschnitte vorgesehen sein
können.
[0032] Der Wärmetauscher 27 bildet wenigstens einen Rauchgaskanal aus, durch welchen das
warme bzw. heiße Rauchgas hindurchströmt und schließlich an der Rauchgasaustrittsöffnung
26 der Heizeinrichtung 1 an einen Kamin oder Schornstein, oder an eine vorgeschaltete
Rohrleitung übergeben wird. Der Wärmetauscher 27 dient zum möglichst hochgradigen
bzw. effektiven Entziehen von Wärmeenergie aus den durch den Rauchgaskanal geleiteten,
heißen Rauchgasen und zum Übertragen von zumindest einem Teil dieser Wärmeenergie
an die Umgebungsluft der Heizeinrichtung 1. Wärmetauscher 27 mit darin ausgebildeten
Rauchgaskanälen sind in einer Vielzahl von Ausführungsformen aus dem Stand der Technik
bekannt. Entsprechend einer vorteilhaften Ausführung umfasst der wenigstens eine Rauchgaskanal
des Wärmetauschers 27 einen ersten Kanalabschnitt 28 und zumindest einen weiteren
Kanalabschnitt 29. Der erste und der zumindest eine weitere Kanalabschnitt 28, 29,
welche insgesamt den Rauchgaskanal des Wärmetauschers 27 bilden, verlaufen dabei jeweils
vertikal, insbesondere lotrecht, sodass jeweils eine vertikale Strömung, mit im Vergleich
zueinander jedoch entgegengesetzter Strömungsrichtung in den unmittelbar benachbarten
Rauchgaskanälen gebildet ist.
[0033] Der erste, vertikal ausgerichtete Kanalabschnitt 28 und der zumindest eine weitere,
ebenso vertikal verlaufende Kanalabschnitt 29, welcher unmittelbar an den ersten bzw.
vorhergehenden Kanalabschnitt 28 anschließt, sind dabei strömungstechnisch in Serie
geschaltet. Im oberen Endabschnitt des ersten, vertikal verlaufenden Kanalabschnittes
28 ist der Einlass 30 für das Rauchgas und ebenso im oberen Endabschnitt des in Strömungsrichtung
letzten Kanalabschnittes 29 ist der Auslass 31 für die durch den Rauchgaskanal des
Wärmetauschers 27 geleiteten Rauchgase ausgebildet ist. Das heißt, dass das Rauchgas,
welches über die wenigstens eine Ausströmöffnung 25 aus dem Brennraum 2 ausgeleitet
wird, in zumindest zwei unmittelbar aufeinander folgenden, vertikalen Zügen durch
den Wärmetauscher 27 geführt wird. Insbesondere wird das aus dem Brennraum 2 ausströmende
bzw. entweichende Rauchgas im oberen Endabschnitt des Brennraums 2 in den ersten Kanalabschnitt
28 geleitet, nach unten in Richtung zum Boden der Heizeinrichtung 1 geführt und nachfolgend
in wenigstens einen weiteren, vertikal ausgerichteten Kanalabschnitt 29 übergeben,
in welchem das Rauchgas ausgehend vom Bodenabschnitt in Richtung nach oben, insbesondere
in Richtung zum oberen Ende der Heizeinrichtung 1 geführt wird. Es ist somit wenigstens
ein strömungstechnischer Gegenzug im Wärmetauscher 27 bzw. in den vertikalen Rauchgaskanälen
ausgebildet. Gegebenenfalls ist es auch möglich, eine Mehrzahl von vertikal ausgerichteten
bzw. mäanderförmig verlaufenden Rauchgaszügen im entsprechend ausgeführten Wärmetauscher
27 vorzusehen.
[0034] Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform wird das Rauchgas im ersten Kanalabschnitt
28 von oben nach unten geführt und nach einer Richtungsumlenkung in einen zweiten,
seriell daran anschließenden Kanalabschnitt 29 übergeleitet und in diesem ebenso vertikal
ausgerichteten Kanalabschnitt 29 von unten nach oben geleitet und am Ende dieses weiteren
Kanalabschnittes 29 über dessen Auslass 31 direkt oder nahezu unmittelbar an die Rauchgasaustrittsöffnung
26 weitergeleitet, wie dies am besten den Darstellungen gemäß den Fig. 3 und 4 zu
entnehmen ist. Dadurch wird ein hoher Wirkungsgrad bei einem möglichst problemlosen
bzw. störungsfreien Betriebsverhalten der Heizeinrichtung 1 erzielt. Darüber hinaus
sind die baulichen Aufwendungen im Verhältnis zum erzielbaren Wirkungsgrad relativ
optimal bzw. besonders wirtschaftlich.
[0035] Unter anderem aufgrund des verlängerten Strömungsweges für das Rauchgas innerhalb
der zumindest zwei vertikal verlaufenden Rauchgaskanäle des Wärmetauschers 27 ist
vorzugsweise wenigstens ein Rauchgasgebläse 32 ausgebildet. Dieses Rauchgasgebläse
32, welches einen Bestandteil der Heizeinrichtung 1 darstellt, dient zum Aufbau oder
zur Beschleunigung einer Rauchgasströmung durch den Rauchgaskanal des Wärmetauschers
27. Dieses Rauchgasgebläse 32 kann dabei schwellwertgesteuert, zeitlich getaktet und/oder
drehzahlgesteuert ausgeführt sein, um den jeweils benötigten Volumenstrom aufbauen
zu können. Insbesondere ist eine nicht dargestellte Steuervorrichtung vorgesehen,
welche die verbrennungstechnischen Abläufe derart reguliert, dass ein möglichst optimaler
bzw. effizienter Verbrennungsvorgang stattfindet. Hierfür ist auch das Rauchgasgebläse
32, insbesondere der physikalische Parameter Unterdruck, welcher vom Rauchgasgebläse
32 im Brennraum 2 regulier- bzw. aufbaubar ist, von Bedeutung. Insbesondere kann über
den vom Rauchgasgebläse 32 aufgebauten Unterdruck im Brennraum 2 das zugeführte bzw.
angesaugte Volumen an Verbrennungsluft bzw. Zuluft automatisiert beeinflusst bzw.
reguliert werden.
[0036] Entsprechend einer besonders zweckmäßigen Maßnahme ist das Rauchgasgebläse 32 in
einem unteren, bodennahen bzw. bodenseitigen Überleitungsabschnitt 33 zwischen strömungstechnisch
unmittelbar aufeinanderfolgenden Kanalabschnitten 28, 29 positioniert, wie dies am
besten aus Fig. 3 ersichtlich ist. Insbesondere ist der Überleitungsabschnitt 33 durch
einen im Wesentlichen horizontal verlaufenden Verbindungskanal 34 gebildet, welcher
zwei unmittelbar benachbarte, vertikal verlaufende Kanalabschnitte 28, 29 strömungstechnisch
in Serie schaltet, sodass das Rauchgas vom ersten Kanalabschnitt 28 in den weiteren
Kanalabschnitt 29 gelangen kann. In diesen Überleitungsabschnitt 33, welcher durch
den Verbindungskanal 34 definiert ist, ist vorzugsweise das Rauchgasgebläse 32 eingebunden.
Wesentlich ist dabei, dass der Verbindungskanal 34 die unteren bzw. bodenseitigen
Enden des ersten und des weiteren Kanalabschnittes 28 und 29 strömungstechnisch miteinander
koppelt. In diesen horizontal verlaufenden Überleitungsabschnitt 33 ist das Rauchgasgebläse
32 derart eingebunden, dass die Saugseite bzw. Unterdruckseite des Rauchgasgebläses
32 via den ersten Kanalabschnitt 28 mit der Ausströmöffnung 25 aus dem Brennraum 2
verbunden ist. Demgegenüber ist die Druck- bzw. Überdruckseite des Rauchgasgebläses
32 über den wenigstens einen weiteren Kanalabschnitt 29 mit der Rauchgasaustrittsöffnung
26, welche gegenüber dem Rauchgasgebläse 32 strömungsabwärts liegt, strömungstechnisch
verbunden. Somit wird im Brennraum 2 vorliegendes Rauchgas via den ersten Kanalabschnitt
28 vom bzw. zum Rauchgasgebläse 32 angesaugt und in weiterer Folge über den weiteren
Kanalabschnitt 29 in Richtung zur Rauchgasaustrittsöffnung 26 gedrückt, sofern das
Rauchgasgebläse 32 in Betrieb ist, das heißt mit elektrischer Energie beaufschlagt
ist.
[0037] Entsprechend einer zweckmäßigen Ausführung ist die Rauchgasaustrittsöffnung 26 an
der Oberseite bzw. in der oberen Deckfläche 35 des Gehäuses der Heizeinrichtung 1
ausgebildet, wie dies am besten aus Fig. 1 ersichtlich ist.
[0038] Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung, wie sie am besten aus einer Zusammenschau
der
[0039] Fig. 1 und 4 ersichtlich ist, ist der Wärmetauscher 27, insbesondere der erste und
der wenigstens eine weitere Kanalabschnitt 28, 29 des Rauchgaskanals an einer in Bezug
auf die Brennraumtür 11 bzw. in Bezug auf die Beschickungsöffnung 10 abgewandten Rückseite
der Heizeinrichtung 1 ausgebildet. Insbesondere sind der Wärmetauscher 27 bzw. dessen
Kanalabschnitte 28, 29 an der Rückseite des Ofengehäuses, insbesondere an der Brennraum-Rückwand
9 angeordnet, wie dies am besten aus einer Zusammenschau der Fig. 1 und 4 ersichtlich
ist.
[0040] Entsprechend einer zweckmäßigen Ausgestaltung sind die Kanalabschnitte 28, 29 zur
Bildung des Rauchgaskanals bzw. zur Umsetzung des Wärmetauschers 27 durch im Querschnitt
partiell offene bzw. einseitig offene, beispielsweise durch im Querschnitt im Wesentlichen
C- oder U-förmige Metallprofile 36, 37 gebildet. Es ist aber ebenso möglich, die Metallprofile
36, 37 im Querschnitt L-förmig, halbrund oder in Form eines Omega-Zeichens auszuführen.
Diese zwischen den Schenkeln einseitig offenen Metallprofile 36, 37 bilden in Verbindung
mit metallischen Wandabschnitten des Ofengehäuses, insbesondere in Verbindung mit
der Brennraum-Rückwand 9 des Ofengehäuses, einen quer zur Strömungsrichtung der Rauchgase
geschlossenen, gasdichten Rauchgaskanal aus. Das heißt, dass beispielsweise drei Begrenzungswände
der Rauchgaskanäle durch die Basis und die Schenkel der Metallprofile 36 bzw. 37 gebildet
sind und eine weitere, vervollständigende Begrenzungswand der Rauchgaskanäle durch
einen Bestandteil des Ofengehäuses, insbesondere durch dessen ohnehin benötigte Brennraum-Rückwand
9 definiert ist, wie dies am besten aus Fig. 4 ersichtlich ist.
[0041] Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform sind die C- oder U-förmigen Metallprofile
36, 37, welche gegebenenfalls auch durch im Querschnitt elliptische oder halbkreisförmige
oder durch mehreckige Metallprofile gebildet sein können, unter Zwischenschaltung
von Dichtungselementen mit metallischen Wandabschnitten, insbesondere mit der metallischen
Brennraum-Rückwand 9 des Ofengehäuses verbunden. Vorzugsweise sind die im Querschnitt
bevorzugt einseitig offenen, beispielsweise C-, U-, E-, L- oder Omega-förmigen Metallprofile
mit der Brennraum-Rückwand 9 des Ofengehäuses verschraubt, wie dies in Fig. 4 schematisch
dargestellt wurde. Vorzugsweise sind die Metallprofile 36, 37, welche letztendlich
den Wärmetauscher 27 definieren, durch eigenständige Bauelemente gebildet, welche
an den jeweiligen metallischen Wandflächen der Heizeinrichtung 1 befestigt, insbesondere
unter Zwischenschaltung von Dichtungselementen angeschraubt werden. Entsprechend einer
besonders zweckmäßigen Ausführung sind diese Metallprofile 36, 37 aus Gusseisen gebildet,
insbesondere aus Grauguss geformt.
[0042] Wie am besten aus einer Zusammenschau der Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, erstrecken
sich die vertikal ausgerichteten, nebeneinander angeordneten und strömungstechnisch
in Serie geschalteten Rauchgaskanäle bzw. die entsprechenden Metallprofile 36, 37
nahezu über die gesamte Bauhöhe der Heizeinrichtung 1. Günstig ist es, wenn eine vertikale
Erstreckung der Rauchgaskanäle mehr als 50%, insbesondere mehr als 60%, bevorzugt
zwischen 70% bis 90%, der Bauhöhe der Heizeinrichtung 1 beträgt. Dadurch kann ein
optimiertes Verhältnis zwischen Bauvolumen bzw. benötigtem Platzbedarf und Wirkungsgrad
des entsprechenden Wärmetauschers 27 erzielt werden.
[0043] Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung sind an zumindest einer der voneinander
abgewandten Außenflächen des beispielsweise C- oder U-förmigen Metallprofils 36, 37
eine Mehrzahl von der Umgebungsluft um die Heizeinrichtung 1 ausgesetzter Wärmeabgabestege
38, 39 ausgebildet. Diese Wärmeabgabestege 38, 39 können leistenartig oder noppenartig
ausgeführt sein und derart von den Kanalabschnitten 28, 29 bzw. von dessen Wandflächen
abstehen. Die genannten Elemente dienen der Oberflächenvergrößerung bzw. der Erhöhung
der Wärmeübergangsfläche zwischen den beiden gasförmigen Medien Rauchgas und Umgebungsluft.
[0044] Die Wärmeabgabestege 38, 39 können durch eine Vielzahl von winkelig zueinander ausgerichteter
oder wellenförmig verlaufender, am Metallprofil 36, 37 einteilig angeformter Vorsprünge
bzw. Noppen gebildet sein, wie dies am besten der Darstellung gemäß Fig. 1 zu entnehmen
ist.
[0045] Wie am besten der Darstellung gemäß Fig. 4 zu entnehmen ist, sind unmittelbar benachbarte,
vertikal verlaufende Kanalabschnitte 36, 37 in einem horizontalen Abstand 40 zueinander
distanziert angeordnet. Dieser horizontale Abstand 40 bildet einen vertikal verlaufenden
Luftführungskanal 41 für zu erwärmende Umgebungsluft aus. Insbesondere ist dadurch
zwischen Begrenzungsflächen 42, 43 von unmittelbar benachbarten Kanalabschnitten 28,
29 bzw. zwischen den entsprechenden Metallprofilen 36, 37 ein vertikal verlaufender
Luftführungskanal 41 ausgebildet. Gegebenenfalls kann die Rückseite der Heizeinrichtung
1 mit einem Verkleidungsblech versehen sein bzw. kann ein den Luftführungskanal 41
konkreter abgrenzendes Luftführungsblech vorgesehen sein, um eine definierte Strömung
für zu erwärmende Umgebungsluft im Luftführungskanal 41 zu erzielen.
[0046] Wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich ist, umfasst die Heizeinrichtung 1 weiters eine
Zuluftsteuervorrichtung 44 zur individuell einstellbaren bzw. automatisiert gesteuerten
Verringerung bzw. Vergrößerung des zugeführten Volumens an Verbrennungsluft. Insbesondere
ist die Zuluftsteuervorrichtung 44 zur Verringerung und Vergrößerung eines freien
Durchtrittsquerschnittes für zugeführte Zuluft bzw. für zugeführte Primär- und/oder
Sekundärluft ausgebildet. Dabei ist wenigstens ein Stellorgan vorgesehen, welches
mittels einer von einer Bedienperson manuell zu bedienenden Handhabe verstellbar ist.
Vor allem bei einer Heizeinrichtung 1 mit einer automatisierten Brennmaterialzufuhrvorrichtung
12 ist vorzugsweise auch die Zuluftsteuervorrichtung 44 automatisiert regulierbar,
insbesondere von einer nicht dargestellten elektrotechnischen Steuervorrichtung ansteuer-
und verstellbar. Der vom Rauchgasgebläse 32 im Brennraum 2 erzeugte Unterdruck zur
Absaugung von den bei der Verbrennung entstehenden Rauchgasen wirkt sich dabei auch
auf das zugeführte Volumen an Verbrennungsluft bzw. Zuluft aus, sodass die Zuluftsteuervorrichtung
44 und das Rauchgasgebläse 32 bevorzugt in steuerungstechnischer Wechselwirkung stehen
bzw. von einer gemeinsamen bzw. zentralen Steuervorrichtung kontrolliert und entsprechend
angesteuert bzw. reguliert werden.
[0047] Eine bevorzugte Ausführungsform der Heizeinrichtung 1 umfasst eine Brennmaterialzufuhrvorrichtung
12 zur dosierten, automatischen Zuführung von Pellets in die Brennraum-Mulde 16, eine
automatisiert regulierte Zuluftsteuervorrichtung 44, ein Rauchgasgebläse 32 und eine
diese Vorrichtungen kontrollierende bzw. regulierende, nicht dargestellte, elektronische
Steuervorrichtung. Zum Betreiben der Steuervorrichtung und der genannten Komponenten
ist die Heizeinrichtung 1 mit einer elektrischen Energieversorgungsquelle, insbesondere
mit dem elektrischen Energieversorgungsnetz eines Haushaltes verbunden. Typischerweise
ist die Heizeinrichtung 1 ausgehend von einem Stromversorgungsnetz mit einer Netzspannung
von 230 V Wechselspannung versorgt bzw. betrieben. Die elektrische Energie aus diesem
standardmäßigen Energieversorgungsnetz dient vor allem zum Betreiben der Brennmaterialzufuhrvorrichtung
12 und/oder der automatisch regulierten Zuluftsteuervorrichtung 44 und/oder zum Betreiben
bzw. Versorgen des Rauchgasgebläses 32.
[0048] Der Wärmetauscher 27 mit den relativ weitreichenden bzw. mäanderförmig verlaufenden
Rauchgaskanälen erfordert die Implementierung eines Rauchgasgebläses 32 zur Erzeugung
bzw. Aufrechterhaltung eines ausreichenden Volumenstroms an Rauchgas bzw. damit einhergehend
an Zuführung einer ausreichenden Menge an Verbrennungszuluft in den Brennraum 2. Im
Falle eines Ausfalls oder einer zwischenzeitlichen Unterbrechung der elektrischen
Energieversorgung einer aktiven Heizeinrichtung 1 kommt dieses Rauchgasgebläse 32
zum Stillstand, sodass ein technisch aufgebauter Unterdruck bzw. Überdruck nicht mehr
vorliegt, woraufhin die Verbrennung mangelhaft ist bzw. allmählich abklingt und sogar
zum Erliegen kommen kann. Dies birgt neben einem Ausfall der Heizleistung bzw. einem
Rückgang der Heizwirkung auch sicherheitstechnische Risiken. Beispielsweise kann es
zu einer unerwünscht starken Rauchbildung im Brennraum 2 kommen, und zwar vor allem
dann, wenn die zugeführte Menge an Zuluft unzureichend ist. Dieses Rauchgas sammelt
sich im Brennraum 2 verstärkt an, woraufhin es bei einer unachtsamen bzw. unbedachten
Öffnung der Brennraumtür 11 seitens der Bedienperson zu unerwünschten Verqualmungen
der Umgebung kommen. Darüber hinaus kann dann, wenn die Verbrennung von im Brennraum
2 befindlichem Brennmaterial unzureichend ist, eine erhöhte Konzentration von brennbaren
Gasen auftreten, wodurch es auch zu unerwünschten, plötzlichen Verpuffungen dieser
brennbaren Gase kommen kann.
[0049] Um derartigen Problemen abzuhelfen bzw. deren Entstehung zu vermeiden, ist erfindungsgemäß
wenigstens ein automatisiert bzw. selbsttätig verstellbares Stellorgan 45 - Fig. 2
- vorgesehen, welches dem Rauchgaskanal des Wärmetauschers 27 oder dem Brennraum 2
derart zugeordnet und derart ausgebildet ist, dass das Stellorgan 45 bei Ausfall oder
Unterbrechung der elektrischen Betriebs- oder Versorgungsenergie der Heizeinrichtung
1 oder des Rauchgasgebläses 32 automatisiert derart umgestellt wird, dass ein Strömungsweg
des Rauchgases ausgehend vom Brennraum 2 bis zur Rauchgasaustrittsöffnung 26 verkürzt
ist bzw. wird. Das wenigstens eine automatisiert bzw. selbsttätig umstell- bzw. verstellbare
Stellorgan 45 kann aber auch derart ausgebildet sein, dass es bei Ausfall oder Unterbrechung
der elektrischen Betriebs- oder Versorgungsenergie der Heizeinrichtung 1 oder des
Rauchgasgebläses 32 automatisiert derart umgestellt wird, dass der Strömungsweg durch
den Rauchgaskanal eines Wärmetauschers 27 über eine vom Stellorgan 45 freigegebene
Bypass-Öffnung 46 zumindest abkürzbar oder zur Gänze umgehbar ist.
[0050] Zweckmäßig ist es dabei, die Heizeinrichtung 1 derart zu konzipieren, dass ein Strömungswiderstand
für das Rauchgas in Richtung zur Rauchgasaustrittsöffnung 26 via die durch das Stellorgan
45 bei Stromausfall oder Stromunterbrechung freigebbare Bypass-Öffnung 46 geringer
ist, als über den Strömungsweg durch den Rauchgaskanal des Wärmetauschers 27. Das
heißt, dass dieses Stellorgan 45, welches bevorzugt als Stellklappe oder als Stellschieber
ausgeführt ist, eine Umgehung der Strömungswege bzw. Rauchgaskanäle des Wärmetauschers
27 ermöglicht. Dabei ist entweder eine vollständige Umgehung oder auch nur eine teilweise
Umgehung, das heißt eine Verkürzung der Rauchgaswege innerhalb des Wärmetauschers
27 möglich.
[0051] Wesentlich ist, dass das Stellorgan 45 derart ausgebildet bzw. gelagert ist, dass
es bei Ausfall oder Unterbrechung der elektrischen Betriebs- oder Versorgungsenergie
der Heizeinrichtung 1 insgesamt, oder im Speziellen in Bezug auf die elektrische Versorgung
des Rauchgasgebläses 32, selbsttätig, das heißt ohne manuelles Zutun, in eine die
Bypass-Öffnung 46 freigebende Öffnungsstellung überführt ist bzw. wird. Im einfachsten
Fall ist die Bypass-Öffnung 46 derart positioniert bzw. angeordnet, dass in der Offenstellung
des Stellorgans 45 die kürzest mögliche bzw. eine relativ kurze Verbindung zwischen
der wenigstens einen Ausströmöffnung 25 aus dem Brennraum 2 und der Rauchgasaustrittsöffnung
26 hergestellt wird bzw. freigegeben ist. In einem besonders einfachen, zweckmäßigen
Ausführungsbeispiel ist die Bypass-Öffnung 46 im oberen Endabschnitt des Brennraums
2 ausgeführt, insbesondere in der Brennraum-Deckplatte 4 und/oder im oberen Endabschnitt
der Brennraum-Seitenwände 6, 7 und/oder in der Brennraum-Rückwand 9 ausgeführt. Sobald
die entsprechende Bypass-Öffnung 46 im offenen Zustand vorliegt, ist eine relativ
direkte Ableitung der Rauchgase aus dem Brennraum 2 in Richtung zur Rauchgasaustrittsöffnung
26 gewährleistet, ohne dass das Rauchgas zwingend über die Rauchgaskanäle des Wärmetauschers
27 geführt werden muss. Vor allem aufgrund des erhöhten Strömungwiderstandes über
den Wärmetauscher 27 wird bei geöffneter Bypass-Öffnung 46 zwangsweise bzw. automatisch
eine Rauchgasableitung über den direkteren bzw. kürzeren Weg mit relativ geringem
Strömungswiderstand in Richtung zur Rauchgasaustrittsöffnung 26 eintreten.
[0052] Entsprechend einer zweckmäßigen Maßnahme ist das Stellorgan 45 mittels Federkraft
oder unter Schwerkrafteinwirkung stetig in Richtung einer die Bypass-Öffnung 46 freigebenden
Öffnungsstellung gedrängt. Dieser Federkraft oder Schwerkrafteinwirkung auf das Stellorgan
45 wirkt eine durch die elektrische Betriebs- oder Versorgungsenergie aufgebaute Gegen-
bzw. Haltekraft entgegen. Insbesondere ist eine elektromagnetische Haltekraft vorgesehen,
welche das Stellorgan 45 während dem Vorliegen von elektrischer Betriebs- oder Versorgungsenergie
für die Heizeinrichtung 1 bzw. für das Rauchgasgebläse 32 in seiner Verschlussstellung
hält. Entsprechende Stell- bzw. Federkraft zur automatisierten Öffnung bzw. Freigabe
der Bypass-Öffnung 46 kann in einfacher Art und Weise durch ein Federmittel 47, beispielsweise
durch eine Schraubenfeder, Spiralfeder oder auch durch eine Blattfeder bereitgestellt
werden. Das Federmittel 47 ist beispielsweise zwischen einem Hebel 48 am Stellorgan
45 und einem gehäusefesten Verankerungspunkt 49 gelagert bzw. unter Vorspannung dazwischen
eingebunden. Alternativ oder in Kombination dazu ist es auch möglich, durch Schwerkrafteinwirkung,
beispielsweise durch zusätzliche Gewichte oder durch exzentrische Lagerungen für das
Stellorgan 45 eine Kraftwirkung auf das Stellorgan 45 auszuüben, sodass dieses stetig
bzw. permanent in eine die Bypass-Öffnung 46 freigebende Öffnungsstellung gedrängt
ist. Die Haltekraft, welche dieser Federkraft bzw. Schwerkrafteinwirkung entgegenwirkt
und bei Vorliegen von elektrischer Betriebs- oder Versorgungsenergie das Stellorgan
45 in seiner Verschlussstellung hält, wird vorzugsweise durch elektromagnetische Haltekraft
aufgebaut bzw. durch elektromagnetische Haltekraft indirekt bereitgestellt oder gewährleistet.
Zweckmäßig ist es hierbei, wenigstens einen Elektromagneten 50 auszubilden, welcher
im Aktivzustand die entsprechende Haltekraft, die der Federkraft oder Schwerkrafteinwirkung
entgegenwirkt und diese Kräfte aufhebt, direkt oder indirekt aufbringt bzw. gewährleistet.
Dieser Elektromagnet 50 kann in einfacher Art und Weise bei Vorliegen von elektrischer
Betriebs- bzw. Versorgungsenergie an der Heizeinrichtung 1 bzw. am Rauchgasgebläse
32 aktiviert, das heißt mit entsprechender elektrischer Energie beaufschlagt sein
und somit das Stellorgan 45 in der Geschlossen-Stellung halten, sodass die Bypass-Öffnung
46 geschlossen bleibt und das Rauchgas über den Wärmetauscher 27 geleitet wird. Sobald
eine Stromunterbrechung vorliegt bzw. von der Steuervorrichtung ein abnormaler Betriebszustand
detektiert wird, verliert der Elektromagnet 50 bzw. eine zwischengeschaltete Arretiervorrichtung
52 seine Haltekraft, woraufhin das Stellorgan 45 unmittelbar in eine die Bypass-Öffnung
freigebende Öffnungsstellung überführt wird. Diese Überführung in die Öffnungsstellung
erfolgt bevorzugt stromlos, insbesondere über die entsprechende Stellkraft des Federmittels
47 bzw. der Schwerkraft.
[0053] Der Elektromagnet 50 kann dabei in einfacher Art und Weise direkt an die Versorgungsspannung
für die Heizeinrichtung 1 bzw. an der Versorgungsspannung für das Rauchgasgebläse
32 angeschlossen sein. Es ist aber selbstverständlich ebenso möglich, eine elektrische
bzw. elektronische Überwachungseinrichtung vorzusehen, welche das Vorliegen der elektrischen
Betriebs- oder Versorgungsspannung überwacht bzw. welche die Funktion des Rauchgasgebläses
32 bzw. der Zuluftsteuervorrichtung 44 bzw. der Brennmaterialfördervorrichtung 12
überwacht und bei Fehlfunktion den Elektromagneten 50 deaktiviert, sodass das Stellorgan
45 die Rauchgasableitung auf kurzem Weg über die Bypass-Öffnung 46 einleitet. Die
kinematischen bzw. mechanischen Kopplungen zwischen dem Elektromagneten 50 und dem
Stellorgan 45 liegen im Bereich des fachmännischen Könnens. Insbesondere sind eine
Vielzahl von Bewegungsübertragungsmechaniken denkbar, um das Stellorgan 45 in Abhängigkeit
des Betriebszustandes des Elektromagneten 50 umzuschalten bzw. zu verstellen. Beispielsgemäß
ist eine Gestängeverbindung 51 vorgesehen, welche beim Abfallen des Elektromagneten
50 eine unmittelbare Öffnungsbewegung des Stellorgans 45 einleitet bzw. freigibt.
Der Elektromagnet 50 kann insbesondere durch einen Zugankermagneten bzw. durch einen
sogenannten Elektrohaftmagneten gebildet sein.
[0054] Entsprechend einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass nach einer Unterbrechung
der elektrischen Energieversorgung, insbesondere nach Ausfall der elektrischen Betriebs-
oder Versorgungsenergie und nach erfolgter Wiederherstellung der elektrischen Energieversorgung,
das Stellorgan 45 durch eine manuelle Bedienhandlung entgegen der Kraftwirkung der
Federkraft oder entgegen einer Schwerkraftwirkung in die Verschlussstellung überführt
wird bzw. rückführbar ist, sofern und solange elektrische Betriebs- oder Versorgungsenergie
an der Heizeinrichtung 1 vorliegt bzw. zur Versorgung des Rauchgasgebläses 32 bereitsteht.
Das heißt, dass das Stellorgan 45 vom Benutzer bewusst, insbesondere durch eine manuelle
Bedienhandlung wieder in die Verschlussstellung zu überführen ist. In dieser Verschlussstellung
ist die Bypass-Öffnung 46 geschlossen bzw. ausreichend gasdicht. Insbesondere ist
eine Beibehaltung dieser Verschlussstellung nur dann gewährleistet, wenn elektrische
Energieversorgung gegeben ist, insbesondere die entsprechende elektrische Betriebs
- oder Versorgungsenergie an der Heizeinrichtung 1 vorliegt bzw. für das Rauchgasgebläse
32 oder dessen Steuerung verfügbar ist. Erst dann, wenn der Elektromagnet 50 aktiviert
ist bzw. angezogen hat, kann eine Verriegelung bzw. Arretierung des Stellorgans 45
in seiner Verschlussstellung erfolgen.
[0055] Entsprechend einer zweckmäßigen Maßnahme ist hierfür beispielsweise eine Arretiervorrichtung
52 vorgesehen, welche bevorzugt durch eine Rastvorrichtung gebildet ist, die wenigstens
eine Sperrklinke bzw. wenigstens einen Rastzahn umfasst. Solange der Elektromagnet
50 aktiviert ist, das heißt mit elektrischer Energie versorgt wird, kann auch die
Arretiervorrichtung 52 aktiv sein und das Stellorgan 45 in seiner Verschlussstellung
halten. Bei Stromunterbrechung fällt der Elektromagnet 50 ab, woraufhin die Arretiervorrichtung
52 gelöst wird und das Stellorgan 45 automatisch in seine Öffnungsstellung überführt
wird bzw. aufspringt. Das heißt, dass es gemäß einer vorteilhaften Ausführung auch
möglich ist, die Verschlussstellung des feder- oder schwerkraftbelasteten Stellorgans
45 durch eine gesteuert lösbare Arretiervorrichtung 55 beizubehalten und bei Abfall
der elektrischen Betriebs- oder Versorgungsenergie bzw. damit einhergehend bei Abfall
des Elektromagneten 50, die Arretiervorrichtung 52 zu lösen bzw. in den Inaktivzustand
zu überführen, woraufhin das Stellorgan 45 verstellt und die Bypass-Öffnung 46 unmittelbar
geöffnet wird. Die vom Elektromagneten 50 aufzubringende Haltekraft kann durch Einbindung
bzw. Zuordnung einer mechanischen Arretiervorrichtung 52 deutlich niedriger sein bzw.
kann dadurch der Energieverbrauch bzw. die elektrische Leistung des Elektromagneten
50 gesenkt werden. Bei dieser Ausführung hat also der Elektromagnet 50 direkten oder
indirekten Einfluss auf den Aktiv- und Inaktivzustand der Arretiervorrichtung 52,
wobei die Arretiervorrichtung 52 in weiterer Folge Einfluss auf die Stellung des Stellorgans
45 hat. Darüber hinaus kann das Stellorgan 45 durch Einbindung einer mechanischen
Arretiervorrichtung 52 eine hohe Anpress- bzw. Dichtkraft gegenüber dem Randbereich
um die Bypass-Öffnung ausüben, ohne dass diese hohen Anpress- bzw. Dichtkräfte permanent
vom Elektromagneten 50, insbesondere von einem entsprechenden, elektrischen Zuganker-
bzw. Haftmagneten aufgebracht werden müssten. Somit können durch die Einbindung einer
gesteuert lösbaren Arretiervorrichtung 52 bedeutsame funktions- und energietechnische
Vorteile erzielt werden.
[0056] Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Stellorgan 45 als eine um
eine Schwenkachse 53 verstellbar gelagerte Stellklappe 54 ausgebildet. Die Stellklappe
54 ist dabei in Abhängigkeit des Vorliegens und Nicht-Vorliegens von elektrischer
Betriebs- oder Versorgungsenergie für das Rauchgasgebläse 32 bzw. für die Heizeinrichtung
1 zwischen ihrer Verschlussstellung und ihrer Offenstellung - und umgekehrt - verschwenkbar.
Insbesondere ist die Stellklappe 54 beim Vorliegen von elektrischer Betriebs- oder
Versorgungsenergie in einer die Bypass-Öffnung 46 verschließenden Stellung gehalten,
während bei Ausfall oder Entfall der elektrischen Betriebs- oder Versorgungsenergie
die Stellklappe 54 hoch- bzw. weggeschwenkt wird und die Bypass-Öffnung 46 somit freigibt.
Wesentlich ist, dass das Stellorgan 45, welches beispielsweise in Form einer Stellklappe
54 ausgeführt ist, und die bei Stromausfall freizugebende Bypass-Öffnung 46 im oberen
Endabschnitt des Brennraums 2 positioniert sind, und dass in der Offenstellung des
Stellorgans 45 eine Überleitung von Rauchgas zur Rauchgasaustrittsöffnung 26 ohne
Unterstützung durch das Rauchgasgebläse 32, insbesondere alleine durch thermische
Konvektion des Rauchgases erfolgt bzw. gewährleistet ist.
[0057] Der Umstell- bzw. Bewegungsbefehl des Stellorgans 45 wird also von einem Elektromagneten
50 abgeleitet bzw. durch einen Elektrohaftmagneten direkt oder indirekt definiert.
Insbesondere wird via die Stellung eines Elektromagneten 50 bzw. eines Zugankermagneten
ein Stromausfall bzw. eine Stromunterbrechung zuverlässig detektiert, woraufhin die
entsprechende Maßnahme, insbesondere die Freigabe der Bypass-Öffnung 46, in einfacher
und zuverlässiger Art und Weise eingeleitet wird.
[0058] Entsprechend einer besonders vorteilhaften, für sich gegebenenfalls eigenständigen,
erfinderischen Maßnahme bzw. Lösung ist an der gattungsgemäßen Heizeinrichtung 1 wenigstens
ein Sperrelement 55 ausgebildet, welches der automatischen Brennmaterialzufuhrvorrichtung
12 zugeordnet ist. Insbesondere ist das wenigstens eine Sperrelement 55 wenigstens
einem Zufuhrkanal 12, 13 der Brennmaterialzufuhrvorrichtung 12 zugeordnet und dabei
zur Unterbindung bzw. zur feuersicheren Abtrennung oder Unterbrechung von zumindest
einem Zufuhrkanal 13, 14 ausgebildet. Insbesondere ist wenigstens einem Zufuhrkanal
13, 14 zumindest ein Sperrelement 55 zugeordnet, welches derart ausgebildet ist, dass
es bei Ausfall oder Unterbrechung der elektrischen Betriebs- oder Versorgungsenergie
des Rauchgasgebläses 32 und/oder der Heizeinrichtung 1 und/oder einer elektromotorischen
Antriebsvorrichtung der Brennmaterialzufuhrvorrichtung 12 selbsttätig derart umgestellt
wird, dass zumindest ein Zufuhrkanal 12, 13 für Brennmaterial mechanisch abgesperrt
wird. Diese mechanische Absperrung durch das Sperrelement 55 ist derart umgesetzt,
dass eine mechanische Unterbrechung bzw. eine nicht brennbare Trennung in wenigstens
einem Zufuhrkanal 12, 13 für das rieselfähige Brennmaterial ausgebildet ist bzw. hergestellt
wird.
[0059] Zweckmäßig kann es sein, die Brennmaterialzufuhrvorrichtung 12 als seitliches Einschubsystem
auszuführen. Dabei wird das rieselfähige Brennmaterial, insbesondere eine definierte
Menge an Pellets, seitlich in die Brennraum-Mulde 16 dosiert eingeschoben, wie dies
vor allem Fig. 3 zu entnehmen ist. Entsprechend einer zweckmäßigen Ausgestaltung umfasst
die Brennmaterialzufuhrvorrichtung 12 eine erste Fördervorrichtung 56, welche bevorzugt
dem ersten Zufuhrkanal 13 zugeordnet ist. Diese erste Fördervorrichtung 56 umfasst
vorzugsweise eine Förderschnecke für rieselfähiges Material. Die erste Fördervorrichtung
56 dient zum Transport von Brennmaterial, insbesondere von Pellets aus dem Vorratsbehälter
15 in eine weitere, nachgeschaltete Fördervorrichtung 57. Diese weitere Fördervorrichtung
57, welche vorzugsweise ebenso eine Förderschnecke und eine entsprechende elektromotorische
Antriebsvorrichtung umfasst, ist vorzugsweise als seitliches Einschubsystem zur Brennraum-Mulde
16 ausgeführt, wie dies am besten aus Fig. 3 ersichtlich ist. Diese weitere Fördervorrichtung
57 ist dem weiteren Zufuhrkanal 14 zugeordnet bzw. stellt diese weitere Fördervorrichtung
57 einen Bestandteil des weiteren Zufuhrkanals 14 dar. Die weitere Fördervorrichtung
57 dient jedenfalls zur Weiterförderung von Brennmaterial in den Brennraum 2 bzw.
in die Brennraum-Mulde 16 innerhalb des Brennraums 2.
[0060] Praktikabel ist es, zwischen der ersten Fördervorrichtung 56 und der zweiten bzw.
weiteren Fördervorrichtung 57 einen Fallschacht 58 auszubilden, über welchen rieselfähiges
Brennmaterial unter Schwerkrafteinwirkung von der ersten Fördervorrichtung 56 an die
zweite Fördervorrichtung 57 übergeben werden kann, wie dies am besten der Darstellung
gemäß Fig. 2 zu entnehmen ist. Besonders zweckmäßig ist es dabei, das Sperrelement
55 dem Fallschacht 58 zuzuordnen und das Sperrelement 55 für eine räumliche Unterbrechung
bzw. Trennung zwischen der ersten und der zweiten Fördervorrichtung 56, 57 via den
Fallschacht 58 vorzusehen. Entsprechend einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist das Sperrelement
55 als Sperrschieber 59 ausgeführt. Ein solcher Sperrschieber 59 ist vorzugsweise
linear verstellbar gelagert, kann jedoch auch rotatorisch gelagert sein.
[0061] Das Sperrelement 55 bzw. dessen Sperrschieber 59 wird dabei zweckmäßigerweise mittels
Federkraft oder unter Schwerkrafteinwirkung stetig in eine die Brennmaterialzufuhr
bzw. den Fallschacht 58 unterbrechende Schließstellung gedrängt. Hierfür ist beispielsweise
wenigstens ein in Fig. 3 schematisch angedeutetes und beispielhaft positioniertes
Federmittel 60 vorgesehen. Wesentlich ist dabei, dass das federbelastete Sperrelement
55 bzw. das unter Schwerkrafteinwirkung stehende Sperrelement 55 mittels einer durch
die elektrische Betriebs- oder Versorgungsenergie der Heizeinrichtung 1 direkt oder
indirekt aufgebauten Haltekraft, insbesondere durch eine elektromagnetische Haltekraft,
in der Offenstellung, das heißt in einer der Brennmaterialzufuhr bzw. den Fallschacht
58 freigebenden Stellung gehalten wird. Insbesondere ist das Sperrelement 55 während
dem Vorliegen von elektrischer Betriebs- oder Versorgungsenergie für die Heizeinrichtung
1 bzw. für das Rauchgasgebläse 32 bzw. für die Brennmaterialzufuhrvorrichtung 12 in
der Offenstellung gehalten. Sobald die elektrische Betriebs- bzw. Versorgungsenergie
für die Heizeinrichtung 1 bzw. für das Rauchgasgebläse 32 bzw. für die Brennmaterialzufuhrvorrichtung
12 bzw. für die elektronische Steuervorrichtung ausfällt, wird die elektromagnetische
Haltekraft abgebaut, woraufhin das Sperrelement 55 unverzüglich in seine die Brennmaterialzufuhr
bzw. den Fallschacht 58 verschließende Stellung überführt wird. Dies wird durch das
vorgespannte Federmittel 60 bzw. durch Schwerkrafteinwirkung bewerkstelligt.
[0062] Zweckmäßig ist es dabei, die elektromagnetische Haltekraft zur Offenhaltung des Sperrelementes
55 direkt oder indirekt von einem Elektromagneten 50 beizustellen. Entsprechend einer
zweckmäßigen Ausgestaltung ist ein einziger Elektromagnet 50 ausgebildet, welcher
in seinem elektromagnetischen Aktivzustand die Schließstellung des zuvor beschriebenen
Stellorgans 45 und zugleich die Offenstellung des Sperrelementes 55 gewährleistet
bzw. umsetzt. Um beide Komponenten über lediglich einen Elektromagneten 50 beeinflussen,
insbesondere umschalten bzw. freigeben zu können, ist eine mechanische Bewegungskopplung
ausgeführt, welche sowohl auf das Sperrelement 55, als auch auf das Stellorgan 45
einwirkt. Die entsprechenden Mechaniken zur Bewegungskopplung sind dem Fachmann geläufig
und sind hierfür eine Vielzahl von Ausführungen möglich. Entsprechend einer zweckmäßigen
Aus- bzw. Weiterbildung ist also vorgesehen, dass bei Ausfall oder Unterbrechung der
elektrischen Betriebs - oder Versorgungsenergie einerseits das Stellorgan 45 durch
Feder- oder Schwerkrafteinwirkung selbsttätig und unmittelbar in eine die Bypass-Öffnung
46 freigebende Offenstellung, und andererseits das Sperrelement 55 durch Feder- oder
Schwerkrafteinwirkung selbsttätig und unmittelbar in die Sperrstellung gegenüber der
Brennmaterialzufuhrvorrichtung 12 überführt wird. Dadurch wird eine erhöhte Betriebs-
und Funktionssicherheit bei einer minimalen Anzahl von elektromechanischen bzw. mechanischen
Komponenten erzielt.
[0063] Zweckmäßigerweise ist das Sperrelement 55 bzw. der Sperrschieber 59 erst dann wieder
in seine Freigabe- bzw. Offenstellung in Bezug auf den Fallschacht 58 bzw. in Bezug
auf die Brennmaterialzufuhrvorrichtung 12 überführbar, sobald die elektrische Betriebs-
oder Versorgungsenergie zur ordnungsgemäßen Umsetzung der plangemäßen Funktion bzw.
Betriebsweise der Heizeinrichtung 1 vorliegt.
[0064] Entsprechend einer kombinatorischen oder alternativen Ausführungsform ist es auch
möglich, die ordnungsgemäße Funktion der Brennmittelzufuhrvorrichtung 12 zu überwachen,
insbesondere die Funktion der Fördervorrichtung 56 und/oder 57 steuerungstechnisch
zu überwachen und bei Ausfall der Förderfunktion der Brennmaterialzufuhrvorrichtung
12 das Sperrelement 55 zu aktivieren, um unerwünschten Rückbrand in Richtung zum Vorratsbehälter
15 zu unterbinden bzw. hintan zu halten. Hierfür können einfache Drehbewegungs-Überwachungsvorrichtungen
bzw. Drehzahl-Überwachungsvorrichtungen vorgesehen sein, welche im Falle der Detektion
eines Stillstandes der Fördervorrichtung 56 bzw. 57 - obwohl ein Steuerungsbefehl
zur Aktivierung bzw. für den Betrieb dieser Fördervorrichtung 56 bzw. 57 vorliegt
- eine Aktivierung des Sperrelementes 55 auslösen. Auch dadurch kann die Betriebssicherheit
der Heizeinrichtung 1 gesteigert werden.
[0065] Zur Überführung des Stellorgans 45 in eine die Bypass-Öffnung 46 verschließende Stellung
und/oder zur Überführung des Sperrelementes 55 in eine den wenigstens einen Zufuhrkanal
13, 14 freigebende Stellung, insbesondere nach Stromausfall oder Stromunterbrechung
bzw. nach erneuter Aktivierung der Betriebs- oder Versorgungsenergie, ist an der Heizeinrichtung
1 eine manuell zu bedienende Handhabe 61 ausgebildet. Diese Handhabe 61 ist von der
Bedienperson aktiv zu betätigen, beispielsweise zu verschwenken, um die Bypass-Öffnung
46 zu verschließen bzw. um den Fallschacht 58 freizugeben. Eine permanente Schließstellung
bzw. Freigabestellung wird dabei nur dann erreicht bzw. gewährleistet, wenn die elektrische
Betriebs- und/oder Versorgungsenergie für die Heizeinrichtung 1 vorliegt, was vorzugsweise
via wenigstens einen Elektromagneten 50 detektiert bzw. erfasst wird. Die Handhabe
61 ist dabei von der Bedienperson entgegen der Schwerkraftwirkung bzw. entgegen der
Federkraft des Federmittels 47 bzw. 60 zu verstellen. Dadurch wird quasi die Feder-
bzw. Vorspannwirkung des Federmittels 47 bzw. 60 erneut aktiviert und steht somit
für eine automatisch ausgelöste, stromlose Verstellung des Stellorgans 45 bzw. des
Sperrelementes 55 zur Verfügung, sobald eine Unterbrechung oder ein Ausfall der Betriebs-
oder Versorgungsenergie eintritt.
[0066] Zweckmäßig ist es weiters, die Zuluftsteuervorrichtung 56 derart auszubilden, dass
sowohl eine automatisierte Zuluftregulierung über eine elektronische Steuervorrichtung
der Heizeinrichtung 1, als auch eine manuelle Beeinflussung der Zuluftsteuervorrichtung
56 ermöglicht ist. Die automatisierte und manuelle Regulierbarkeit der Zuluftsteuervorrichtung
56 kann dabei alternativ oder kombiniert vorgesehen sein. Insbesondere steht dadurch
bei einem längeren Ausfall oder einer Unterbrechung der elektrischen Betriebs- oder
Versorgungsenergie für die Heizeinrichtung 1 auch ein vollständig manueller Betriebsmodus
bzw. ein Notbetrieb zur Verfügung, in welchem mit der angegebenen Heizeinrichtung
1 ein problemloser Heizbetrieb mit manuell zuführbarem Scheitholz stattfinden kann.
[0067] Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten der Heizeinrichtung
1 wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten
Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen
der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit
aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können
des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. Es sind also auch sämtliche
denkbaren Ausführungsvarianten, die durch Kombinationen einzelner Details der dargestellten
und beschriebenen Ausführungsvariante möglich sind, vom Schutzumfang mit umfasst.
[0068] Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis
des Aufbaus der Heizeinrichtung 1 diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich
und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
[0069] Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der
Beschreibung entnommen werden.
[0070] Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1-4 gezeigten, technischen Ausführungen
den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen,
erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren
zu entnehmen.
Bezugszeichenaufstellung
[0071]
- 1
- Heizeinrichtung
- 2
- Brennraum
- 3
- Brennraum-Bodenplatte
- 4
- Brennraum-Deckplatte
- 5
- Brennraumwände
- 6
- Brennraum-Seitenwand
- 7
- Brennraum-Seitenwand
- 8
- Brennraum-Frontwand
- 9
- Brennraum-Rückwand
- 10
- Beschickungsöffnung
- 11
- Brennraumtür
- 12
- Brennmaterialzufuhrvorrichtung
- 13
- Zufuhrkanal
- 14
- Zufuhrkanal
- 15
- Vorratsbehälter
- 16
- Brennraum-Mulde
- 17
- Oberseite
- 18
- Bodenplatte
- 19
- Vertikaldistanz
- 20
- Schwenkachse
- 21
- Pelletsrost
- 22
- Abstütznoppen
- 23
- Öffnung
- 24
- Fortsatz
- 25
- Ausströmöffnung
- 26
- Rauchgasaustrittsöffnung
- 27
- Wärmetauscher
- 28
- erster Kanalabschnitt
- 29
- weiterer Kanalabschnitt
- 30
- Einlass
- 31
- Auslass
- 32
- Rauchgasgebläse
- 33
- Überleitungsabschnitt
- 34
- Verbindungskanal
- 35
- Deckfläche
- 36
- Metallprofil
- 37
- Metallprofil
- 38
- Wärmeabgabesteg
- 39
- Wärmeabgabesteg
- 40
- horizontaler Abstand
- 41
- Luftführungskanal
- 42
- Begrenzungsfläche
- 43
- Begrenzungsfläche
- 44
- Zuluftsteuervorrichtung
- 45
- Stellorgan
- 46
- Bypass-Öffnung
- 47
- Federmittel
- 48
- Hebel
- 49
- Verankerungspunkt
- 50
- Elektromagnet
- 51
- Gestängeverbindung
- 52
- Arretiervorrichtung
- 53
- Schwenkachse
- 54
- Stellklappe
- 55
- Sperrelement
- 56
- erste Fördervorrichtung
- 57
- weitere Fördervorrichtung
- 58
- Fallschacht
- 59
- Sperrschieber
- 60
- Federmittel
- 61
- Handhabe
1. Heizeinrichtung (1) mit einem Brennraum (2) zur Verbrennung von Brennmaterial auf
Basis von Biomasse, umfassend wenigstens eine Ausströmöffnung (25) zum Abführen von
bei der Verbrennung von Biomasse entstehenden Rauchgasen aus dem Brennraum (2), wenigstens
eine Rauchgasaustrittsöffnung (26) zur Überleitung von bei der Verbrennung von Biomasse
entstehenden Rauchgasen in einen Kamin oder in ein zwischengeschaltetes Rauchgasrohr,
wenigstens einen zwischen die Ausströmöffnung (25) und die Rauchgasaustrittsöffnung
(26) strömungstechnisch eingebundenen Wärmetauscher (27) mit wenigstens einem Rauchgaskanal
zum Entziehen von Wärmeenergie aus den durch den Rauchgaskanal geleiteten Rauchgasen
und zum Übertragen von Wärmeenergie an die Umgebungsluft der Heizeinrichtung (1),
und wenigstens ein Rauchgasgebläse (32) zum Aufbau oder zur Beschleunigung einer Rauchgasströmung
im Rauchgaskanal des Wärmetauschers (27), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein automatisiert oder selbsttätig verstellbares Stellorgan (45) ausgebildet
ist, welches dem Rauchgaskanal des Wärmetauschers (27) oder dem Brennraum (2) derart
zugeordnet und derart ausgebildet ist, dass das Stellorgan (45) bei Ausfall oder Unterbrechung
der elektrischen Betriebs- oder Versorgungsenergie der Heizeinrichtung (1) oder des
Rauchgasgebläses (32) automatisiert derart umgestellt wird, dass ein Strömungsweg
des Rauchgases ausgehend vom Brennraum (2) bis zur Rauchgasaustrittsöffnung (26) verkürzt
ist, oder dass der Strömungsweg durch den Rauchgaskanal des Wärmetauschers (27) über
eine vom Stellorgan (45) freigegebene Bypass-Öffnung (46) zumindest abkürzbar oder
zur Gänze umgehbar ist.
2. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellorgan (45) derart gelagert ist, dass es bei Ausfall oder Unterbrechung der
elektrischen Betriebs- oder Versorgungsenergie der Heizeinrichtung (1) oder des Rauchgasgebläses
(32) selbsttätig in eine die Bypass-Öffnung (46) freigebende Öffnungsstellung überführt
ist.
3. Heizeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellorgan (45) mittels Federkraft oder unter Schwerkrafteinwirkung stetig in
Richtung einer die Bypass-Öffnung (46) freigebenden Öffnungsstellung gedrängt ist
und eine durch elektrische Betriebs- oder Versorgungsenergie aufgebaute Haltekraft,
insbesondere eine elektromagnetische Haltekraft, das Stellorgan (45) während dem Vorliegen
von elektrischer Betriebs- oder Versorgungsenergie in seiner Verschlussstellung hält.
4. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer Unterbrechung der elektrischen Energieversorgung und nach erfolgter Wiederherstellung
der elektrischen Betriebs- oder Versorgungsenergie das Stellorgan (45) durch eine
manuelle Bedienhandlung entgegen der Kraftrichtung von Federkraft oder von Schwerkraft
in die Verschlussstellung überführbar ist, sofern und solange elektrische Betriebs-
oder Versorgungsenergie an der Heizeinrichtung (1) vorliegt oder für den Betrieb des
Rauchgasgebläses (32) verfügbar ist.
5. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellorgan (45) als eine um eine Schwenkachse (53) verstellbar gelagerte Stellklappe
(54) ausgebildet ist, wobei die Stellklappe (54) in Abhängigkeit des Vorliegens und
Nicht-Vorliegens von elektrischer Betriebs- oder Versorgungsenergie für die Heizeinrichtung
(1) oder für das Rauchgasgebläse (32) zwischen einer Verschlussstellung und einer
Offenstellung - und umgekehrt - verschwenkbar ist.
6. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strömungswiderstand für das Rauchgas in Richtung zur Rauchgasaustrittsöffnung
(26) via die Bypass-Öffnung (46) geringer ist, als über den Strömungsweg durch den
Rauchgaskanal des Wärmetauschers (27).
7. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellorgan (45) und die damit freigebbare Bypass-Öffnung (46) im oberen Endabschnitt
des Brennraums (2) positioniert ist und in der Offenstellung des Stellorgans (45)
eine Überleitung von Rauchgas zur Rauchgasaustrittsöffnung (26) ohne Unterstützung
durch das Rauchgasgebläse (32), insbesondere durch thermische Konvektion des Rauchgases,
erfolgt.
8. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Brennmaterialzufuhrvorrichtung (12) umfassend wenigstens einen Zufuhrkanal (13,
14) zur automatisierten Zufuhr von rieselfähigem Brennmaterial, insbesondere von Pellets
oder Hackgut in den Brennraum (2) ausgebildet ist.
9. Heizeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einem Zufuhrkanal (13, 14) zumindest ein Sperrelement (55) zugeordnet
ist, welches derart ausgebildet ist, dass es bei Ausfall oder Unterbrechung der elektrischen
Betriebs- oder Versorgungsenergie des Rauchgasgebläses (32) oder der Heizeinrichtung
(1) selbsttätig derart umgestellt wird, dass wenigstens einer der Zufuhrkanäle (13,
14) mechanisch abgesperrt ist, sodass eine mechanische Trennung bzw. eine brandhemmende
Unterbrechung in wenigstens einem Zufuhrkanal (13, 14) für rieselfähiges Brennmaterial
ausgebildet ist.
10. Heizeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennmaterialzufuhrvorrichtung (12) eine erste Fördervorrichtung (56) zum Transport
von Brennmaterial aus einem Vorratsbehälter (15) in eine weitere Fördervorrichtung
(57) umfasst, welche zur Weiterförderung von Brennmaterial in den Brennraum (2) oder
in eine Brennraum-Mulde (16) ausgebildet ist.
11. Heizeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Fördervorrichtung (56) und der weiteren Fördervorrichtung (57)
ein Fallschacht (58) ausgebildet ist, über welchen rieselfähiges Brennmaterial unter
Schwerkrafteinwirkung von der ersten Fördervorrichtung (56) an die weitere Fördervorrichtung
(57) übergeben wird.
12. Heizeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass dem Fallschacht (58) ein Sperrelement (55) zugeordnet ist, welches zur räumlichen
Unterbrechung zwischen der ersten und der zweiten Fördervorrichtung (56, 57) ausgebildet
ist.
13. Heizeinrichtung nach Anspruch 9 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (55) mittels Federkraft oder unter Schwerkrafteinwirkung stetig
in eine die Brennmaterialzufuhr unterbrechende Schließstellung gedrängt ist, und dass
eine durch elektrische Betriebs- oder Versorgungsenergie aufgebaute Haltekraft, insbesondere
eine elektromagnetische Haltekraft, das Sperrelement (55) während dem Vorliegen von
elektrischer Betriebs- oder Versorgungsenergie in der Offenstellung hält.
14. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausfall oder Unterbrechung der elektrischen Betriebs- oder Versorgungsenergie
einerseits das Stellorgan (45) durch Feder- oder Schwerkrafteinwirkung selbsttätig
und unmittelbar in eine die Bypass-Öffnung (46) freigebende Offenstellung und andererseits
das Sperrelement (55) durch Feder- oder Schwerkrafteinwirkung selbsttätig und unmittelbar
in die Sperrstellung gegenüber der Brennmaterialzufuhrvorrichtung (12) überführt ist.
15. Heizeinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch eine Brennraumtür (11) freigeb- und verschließbare Beschickungsöffnung
(10) zur manuellen Zufuhr von stückigem Brennmaterial in den Brennraum (2), insbesondere
von Scheitholz, ausgebildet ist.