DE3529330C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Ofeneinsatz mit einem Wasserbe­ hälter im Feuerraum gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Beim Bau von Öfen, insbesondere von Kachelöfen, werden häufig Ofeneinsätze verwendet. So ein Ofeneinsatz umfaßt ein Gehäuse mit einer Ofentür und einem Rauchabzug und bildet einen vorge­ fertigten Feuerraum.

Es ist bekannt, in einem solchen Feuerraum einen Wasserbehäl­ ter anzuordnen, mit dem Wasser, z. B. für eine zusätzliche Warmwasserheizung, erwärmt werden kann. Die Warmwasserheizung besteht dabei in bekannter Weise aus Heizkörpern, durch die das im Wasserbehälter erwärmte Wasser über einen Vor- und Rücklauf strömt.

Meist sind diese Warmwasserheizungen als geschlossene Systeme aufgebaut, wobei eine thermostatisch gesteuerte und elek­ trisch betriebene Umwälzpumpe warmes Wasser in einem geschlos­ senen Kreislauf durch den Warmwasserbehälter und den Heizkör­ per pumpt.

Bei einem bekannten Ofeneinsatz (DE-GM 81 23 947) ist ein Wasserbehälter im Ofenraum angebracht, wobei im Feuerraum eine bewegliche, wärmeabschirmende Abdeckung vorgesehen ist, mit der der Wasserbehälter gegenüber dem Feuerraum abdeckbar ist. In einer Extremstellung der Abdeckung, wenn der Wasserbe­ hälter abgedeckt ist, soll die erzeugte Wärmeenergie am Wasserbehälter vorbeigeführt werden. In der anderen Extrem­ stellung werden dagegen die Rauchgase unmittelbar im Wasserbe­ hälter vorbeigeführt.

Wenn der Ofen geheizt wird, besteht die Gefahr, daß sich das Wasser im Warmwasserbehälter, insbesondere bei geöffneter Ab­ deckung, stark überhitzt. Dies führt in einem geschlossenen System, z. B. in einer Warmwasserheizung, in der der Wasserbe­ hälter liegt, zu einem enormen Druckanstieg und es kann vor­ kommen, daß der Wasserbehälter platzt, wodurch nicht nur die Heizungsanlage unbrauchbar wird, sondern auch Personen gefähr­ det sind.

Um eine solche Überhitzung zu vermeiden, ist auch bei dem be­ kannten Ofeneinsatz eine sogenannte Ablaufsicherung für den Wasserbehälter eingebaut. Diese Ablaufsicherung besteht aus einem zusätzlichen Kaltwasserrohr, das durch den Wasserbehäl­ ter geführt ist und mit einer Seite an die Wasserversorgung und mit der anderen Seite an die Kanalisation angeschlossen ist. Bei unzulässig hohen Temperaturen im Wasserbehälter wird kaltes Leitungswasser über ein thermostatgesteuertes Ventil durch die Rohre der Ablaufsicherung geleitet, so daß eine Ab­ kühlung auf zulässige Temperaturwerte erfolgt. Durch Schlie­ ßen der Abdeckung von Hand wäre ebenfalls eine Reduzierung der Temperatur im Wasserbehälter möglich, wobei jedoch eine ständige Beobachtung der Ofen- bzw. Wasserbehältertemperatur und Nachstellung der Abdeckung erforderlich wäre. Die Ab­ deckung soll bei dem bekannten Ofeneinsatz genauso wie die anderen Bauteile anscheinend aus Gußeisen gefertigt sein. Der wärmeabschirmende Effekt ist daher nur gering, da die Guß­ platte nach kurzer Zeit auf beiden Seiten gleich heiß wird. Es ist daher anzunehmen, daß auch bei einer geschlossenen Ab­ deckung bei stark geheiztem Ofen die Gefahr einer Überhitzung im Wasserbehälter besteht und daher in jedem Fall die vorbe­ schriebene Ablaufsicherung erforderlich ist.

Eine solche Ablaufsicherung ist aufwendig, besonders die Mon­ tage erfordert hohe Kosten, da an den Ofeneinsatz die Kalt­ wasserzuleitung und die Ableitung zur Kanalisation herange­ führt werden müssen. Wenn die Ablaufsicherung anspricht, ist dies zudem mit einem hohen und teueren Wasserverbrauch verbun­ den. Die Ablaufsicherung kann auch bereits ansprechen, wenn eine angeschlossene Heizungsanlage ungünstig betrieben wird, beispielsweise bei starkem Heizen und geschlossenen Warm­ wasserheizkörpern, so daß der teuere Kaltwasserverbrauch nicht nur auf Störungsfälle beschränkt ist, sondern auch be­ triebsmäßig erfolgen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, einen gattungsge­ mäßen Ofeneinsatz so weiterzubilden, daß eine Ablaufsicherung entfallen kann.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des An­ spruchs 1 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 wird im Wasserbehälter ein Temperaturfühler angebracht, der mit einem Stellantrieb für die Abdeckung ver­ bunden ist. Oberhalb einer bestimmten Temperatur wird die Ab­ deckung für den Wasserbehälter in ihre wärmeabschirmende Extremstellung bewegt. Dadurch ist gewährleistet, daß automa­ tisch eine Überhitzung des Wasserbehälters vermieden wird. Der Stellantrieb wird beispielsweise oberhalb einer bestimm­ ten vorgegebenen Temperatur (z. B. oberhalb von den am Umwälz­ pumpenthermostaten einer Warmwasserheizung eingestellten 50° C) aktiviert und bewegt dann die Abdeckung in ihre gegenüber dem Wasser­ behälter wärmeabschirmende Stellung. Dadurch wird sicherge­ stellt, daß keine unzulässige Überhitzung über ca. 100°C bis 110°C erfolgt. Eine aufwendige Ablaufsicherung kann daher entfallen, da sich der Ofen bzw. Warmwasserbehälter selbst­ tätig auf Überhitzung überwacht und rechtzeitig Gegenmaßnah­ men ergreift.

Eine preiswerte, selbsttätig wirkende Übertemperatursicherung wird mit einer Fühl- und Stelleinheit mit einem wärmeausdeh­ nenden Medium gemäß Anspruch 2 erhalten. Es ist zwar zweck­ mäßig, bei einer Verwendung des Stellantriebs als reine Sicherheitseinrichtung die Anordnung so auszuführen, daß sie erst ab einer bestimmten kritischen Temperatur die Abdeckung schließt, es können jedoch insbesondere mit der in Anspruch 2 angegebenen Anordnung alle Zwischenstellungen der Abdeckung gefahren werden, so daß die Anordnung als eine Art Temperatur­ regler für eine gewünscht hohe Temperatur im Wasserbehälter unterhalb der kritischen Temperatur wirkt. Als Temperatur­ fühler und Stellantriebsanordnungen sind auch bekannte elek­ trische Einrichtungen zu verwenden.

Da für die Sicherheitseinrichtung eine gute wärmeabschirmende Wirkung der Abdeckung erforderlich ist, wird mit Anspruch 3 vorgeschlagen, die Abdeckung doppelwandig auszuführen. Es sind jedoch auch andere, an sich bekannte, hitzebeständige und wärmeabschirmende Materialien für die Abdeckung verwend­ bar.

Nach Anspruch 4 ist der Wasserbehälter als horizontal liegen­ de, hohle und wasserführende Platte ausgeführt. Die Rauchgase sollen dabei auf der Unterseite des plattenförmigen Wasserbe­ hälters und um diesen herum durch Schlitze geführt werden, wo­ durch eine effektive Wassererhitzung möglich wird.

Auch mit den Merkmalen des Anspruchs 5 ist eine effektive Er­ hitzung des Wassers und ein guter Rauchgasabzug gewährlei­ stet.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 6 wird erreicht, daß entspre­ chende Schlitze in der beweglichen Abdeckung zu Schlitzen am Wasserbehälter und einer stationären Abdeckung entweder für den Durchtritt des Rauchgases freigegeben oder abgedeckt sind. Bei dieser Ausführung ist vorteilhaft nur ein geringer Stellweg der beweglichen Abdeckung für die selbsttätig arbei­ tende Übertemperatursicherung erforderlich, der der Schlitz­ breite entspricht.

Je nach Ausbildung des Ofeneinsatzes kann es auch zweckmäßig sein, die bewegliche Abdeckung gemäß Anspruch 7 als drehbare Lamellen auszuführen, die wechselweise Schlitze am Wasserbe­ hälter oder für einen direkten Rauchgasabzug abdecken bzw. freigeben.

Anhand dreier Ausführungsbeispiele wird die Erfindung mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ofeneinsatzes mit einem Wasserbehälter und einer Abdeckplatte,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Schnitt durch einen Ofeneinsatz mit einer zweiten Ausführung eines Wasserbehälters,

Fig. 3 eine Draufsicht und eine Seitenansicht eines Schnitts durch eine dritte Ausführungsform eines Ofeneinsatzes mit Wasserbehälter und Abdeckung.

In Fig. 1 ist ein Ofeneinsatz 1 dargestellt mit einem Gehäuse 2, einer Ofentür 3 und einem Rauchgasabzug 4 an der oberen hinteren Seite des Gehäuses 2. Im oberen Bereich des Gehäuses 2 ist ein plattenförmiger Wasser­ behälter 5 angeordnet, der über Abstandsstücke 6 gegenüber der Vorderwand des Gehäuses 2 zurückversetzt ist, so daß ein Schlitz 7 zum Durchtritt der Rauchgase (Pfeile 8 und 9) verbleibt. Unterhalb des Wasserbehälters 5 sind hori­ zontal an beiden Seitenwänden des Gehäuses 2 Führungs­ schienen 10, 11 befestigt, in denen eine Abdeckung 12 verschiebbar gelagert ist. Die Abdeckung 12 besteht aus wärmeabschirmendem Material und ist bevorzugt doppel­ wandig ausgeführt. Die Abdeckung 12 ist so groß gewählt, daß sie in der gezeichneten hinteren Stellung den Rauchgasweg zwischen dem Wasserbehälter 5 und der hinteren Wand des Gehäuses 2 abdeckt und andererseits in ihrer Größe der Fläche des plattenförmigen Wasserbe­ hälters 5 einschließlich dem Schlitz 7 entspricht. Die Abdeckung 12 ist über ein (der Übersichtlichkeit wegen nicht näher dargestelltes) Gestänge 13 mit einem Hand­ griff 14 verbunden, so daß die Abdeckung 12 mit Hilfe des Handgriffs 14 entlang der Führungsschienen 10, 11 in unterschiedliche Positionen bewegbar ist.

Am Wasserbehälter 5 ist weiter ein Anschluß 15 für den Heizungsvorlauf und ein Anschluß 16 für den Heizungsrück­ lauf dargestellt, wobei beide Anschlüsse 15, 16 mit einer ther­ mostatgesteuerten Umwälzpumpe und Warmwasserheizkörpern verbunden sind. Weiter ist im Warmwasserbehälter ein Umlenkblech 17 für eine Zwangsführung des Wasserdurch­ tritts im Wasserbehälter 5 strichliert eingezeichnet.

Die dargestellte Anordnung hat folgende Funktion:

Wenn der Feuerraum 18 im Gehäuse 2 beheizt wird, wird der Wasserbehälter 5 durch Wärmeübergang, Wärmestrahlung und Konvektion stark aufgeheizt. Die Wärmeenergie wird jedoch bei eingeschalteter Umwälzpumpe über den Heizwas­ serkreislauf abtransportiert und über die angeschlossenen Heizkörpern an die Umgebung abgegeben. In Fig. 1 ist die Abdeckung 12 in ihrer hinteren Extremstellung gezeichnet, wodurch die Unterseite des Wasserbehälters 5 zur Aufnahme der Wärmestrahlung freiliegt und zusätzlich eine Zwangs­ leitung der heißen Rauchgase (Pfeile 8 und 9) am Wasser­ behälter 5 entlang durch den Schlitz 7 und noch an der Oberfläche des Wasserbehälters 5 erfolgt. Ersichtlich ist damit eine effektive Aufheizung des Wasserbehälters 5 ver­ bunden. Soll der Wasserbehälter 5 jedoch weniger aufge­ heizt werden oder z. B. bei einer Störung des Heizkreis­ laufs vor Überhitzung geschützt werden, wird mit Hilfe des Handgriffs 14 die Abdeckung 12 in ihre vordere Extremstellung oder in eine Zwischenstellung gebracht. Die Lage der Platte ist dabei von außen durch die Stellung des Handgriffs 14 erkennbar. In der vorderen Extremstellung ist sowohl die Unterseite des Wasserbehäl­ ters 5 als auch der Schlitz 7 abgedeckt, so daß der Wasserbehälter 5 sowohl gegen die unmittelbare Wärme­ strahlung als auch gegenüber vorbeistreichenden Rauchgasen weitgehend abgedeckt ist, da in dieser Stellung der direkte Abzug der Rauchgase (Pfeil 19) zu der rückwärts oben angeordneten Rauchabzugsöffnung 4 freigegeben ist. Da der plattenförmige Wasserbehälter 5 weitgehend gegen Wärmeübergang abgeschirmt ist, tritt darin auch keine Überhitzung des Wassers auf, auch wenn dieses nicht umgewälzt wird.

In Fig. 2 ist eine Draufsicht auf einen Schnitt durch einen Ofeneinsatz 1 gezeigt, mit einer zweiten Ausführung eines Wasserbehälters 20. Der Wasserbehälter 20 besteht aus einem U-förmigen, hohlen Gehäuse 21. Zwischen den U-Schenkeln und mit deren Innenraum verbunden sind vier Rohre 22, zwischen denen jeweils Zwischenräume 23 zum Durchtritt der Rauchgase (Pfeile 24) belassen sind. Mit dieser Anordnung ist insgesamt eine größere Durch­ trittsmöglichkeit für die Rauchgase gegeben, wodurch der Rauchgasabzug erleichtert wird. Mit der ebenfalls darge­ stellten Abdeckung 12 kann auch der Wasserbehälter 20 von unten her abgedeckt werden, so daß die Funktion der im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen entspricht. Das Gehäuse 2 des Ofeneinsatzes 1 kann in bekannter Weise doppelwandig oder mit Schamott ausgekleidet sein, so daß dann die in Fig. 2 dargestellte geschnittene Gehäusewand als Innenwand zu betrachten ist.

In Fig. 3 ist im oberen Teil eine Draufsicht auf einen Schnitt durch einen Ofeneinsatz 1 und im unteren Bereich eine Seitenansicht eines Schnitts durch den Ofeneinsatz 1 dargestellt. Links ist ein Wasserbehälter 25 zu erkennen, der mit Schlitzen 26 zum Durchtritt des Rauchgases (Pfeile 27) versehen ist. Der Übersichtlichkeit halber sind nur drei Schlitze dargestellt. Es versteht sich jedoch, daß die Anzahl der Schlitze und ihre Dimensionie­ rung den jeweiligen Gegebenheiten anzupassen ist. Auf der rechten Seite ist eine stationäre Abdeckung 28 zu erkennen, die ebenfalls drei Schlitze 29 aufweist.

Unterhalb des Wasserbehälters 25 und der stationären Abdeckung 28 ist wiederum in (nicht dargestellten) Führungsschienen eine bewegliche Abdeckung 30 gelagert. Die Abdeckung 30 trägt ebenfalls Schlitze 31 bzw. 32, die je nach Stellung der Abdeckung 30 ganz oder teil­ weise mit den Schlitzen 26 im Wasserbehälter 25 oder den Schlitzen 29 in der stationären Abdeckung 28 zur Deckung gebracht werden können. Zur Freigabe bzw. Abdeckung der Schlitze ist nur eine geringe Verschiebung entspre­ chend der Schlitzbreiten erforderlich.

Im Wasserbehälter 25 ist ein Temperaturfühler 33 angebracht, der mit einem Stellantrieb 34 zusammenwirkt und bei einer bestimmten eingestellten Temperatur, die unter einer kritischen Übertemperatur liegt, die Abdeckung 30 von der gezeichneten Stellung nach links verschiebt (angedeu­ tet durch Pfeile 35). Der Temperaturfühler 33 und der Stellantrieb 34 sind zweckmäßig in einer Einheit mit einem stark wärmeausdehnenden Medium zusammengefaßt.

Die Anordnung gemäß Fig. 3 hat folgende Funktion: Wenn die Temperatur im Wasserbehälter 25, z. B. durch einen Stromausfall und dadurch bedingten Stillstand der Umwälz­ pumpe, stark ansteigt, wird dies vom Temperaturfühler 33 erkannt und der Stellantrieb 34 aktiviert. Der Stellantrieb 34, der über ein Ausdehnungsmedium arbeitet, ist hierbei zweckmäßig, da er unabhängig von einer Hilfsenergie im vorliegenden Fall somit unabhängig auch von der ausgefal­ lenen Stromversorgung ist. Der Stellantrieb 34 verschiebt dabei die Abdeckung 30 nach links, wodurch die Verbindung der Schlitze 31 und 26 unterbrochen und damit der einge­ zeichnete Rauchgasweg (Pfeile 27) unterbrochen wird. Zugleich wird eine Verbindung zwischen den Schlitzen 32, 29 hergestellt, so daß weitgehend ein direkter Rauchgas­ abzug im rechten Bereich freigegeben wird. Der Wasser­ behälter 25 wird dadurch wesentlich weniger aufgeheizt, so daß auch bei stehendem Wasser eine kritische Übertem­ peratur nicht erreicht wird.

Zusammenfassend wird festgestellt, daß ein Ofeneinsatz mit einem Wasserbehälter im Feuerraum vorteilhaft so weitergebildet wird, daß durch eine einfache Vorrichtung die Erhitzung des Wasserbehälters steuerbar ist.

Claims (7)

1. Ofeneinsatz mit einem Wasserbehälter im Feuerraum, wobei im Feuerraum eine bewegliche, wärmeabschirmende Abdeckung vorgesehen ist, mit der der Wasserbehälter zumindest teilweise gegenüber dem Feuerraum abdeckbar ist, so daß in einer Extremstellung der Abdeckung die im Feuerraum erzeugte Wärmeenergie am Wasserbehälter zur Erwärmung des darin befindlichen Wassers herange­ zogen wird und in der anderen Extremstellung der Ab­ deckung, wenn der Wasserbehälter abgedeckt ist, am Wasserbehälter die Wärmeenergie im wesentlichen vor­ beigeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Wasserbehälter (25) ein Temperaturfühler (33) angebracht ist, der mit einem Stellantrieb (34) ver­ bunden ist, wobei der Stellantrieb (34) oberhalb einer bestimmten Temperatur die Abdeckung (30) in ihre ge­ genüber dem Wasserbehälter (25) wärmeabschirmende Stellung bewegt.

2. Ofeneinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (33) und der Stellantrieb (34) eine Einheit bilden, mit einer Füllung aus einem wärmeausdehnenden Medium.

3. Ofeneinsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeabschirmende Abdeckung (12; 30) doppelwandig ausgeführt ist.

4. Ofeneinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserbehälter (5) als hori­ zontal im oberen Bereich des Feuerraums (18) liegende, hohle wasserführende Platte ausgeführt ist, mit Schlitzen (7) gegenüber den Innenwänden des Feuerraums (18) zum Durchtritt des Rauchgases (Pfeile 8, 9).

5. Ofeneinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserbehälter (20) neben­ einanderliegende, wasserführende Rohre (22) oder Kammern aufweist mit dazwischenliegenden Zwischenräu­ men (23; (Schlitz 26)) zum Durchtritt des Rauchgases (Pfeile 24; 27).

6. Ofeneinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Wasserbehälter (25) als auch eine stationäre Abdeckung (28) zum Rauchgasabzug hin mit Schlitzen (26 bzw. 29) versehen ist und die bewegliche Abdeckung (30) verschiebbar ist und eben­ falls entsprechende Schlitze (31 bzw. 32) aufweist, so daß in einer Stellung der Rauchgasweg durch die Schlitze (26) des Wasserbehälters (25) und in der an­ deren Stellung durch die Schlitze (29) der stationären Abdeckung (28) freigegeben wird.

7. Ofeneinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Abdeckung aus dreh­ baren Lamellen besteht, die die Schlitze am Wasserbe­ hälter und/oder an einer stationären Abdeckung ab­ decken bzw. zum Durchtritt von Rauchgas freigeben.