Die Erfindung bezieht sich auf eine Strahlungswärmeheizung mit mindestens einem Strahlungsrohr und zumindest einem Brenner.

Derartige Strahlungswärmeheizungen zeichnen sich durch eine angenehme Wärme und einen sparsamen Energieverbrauch aus.

Diese Strahlungswärmeheizungen werden üblicherweise mit einem Gebläse- und/oder Saugzug-Brenner betrieben. Dabei wird die Flamme des Brenners mit Hilfe eines Ventilators möglichst lang ausgebildet bzw. durch das Strahlungsrohr gesaugt. Gewünscht wird ein gleichmäßiger Temperaturverlauf im Strahlungs¬ rohr. Da jedoch mit dieser Technik unvermeidlich die Strahlungsrohr-Temperatur

zum Abgasausgang/Kaminanschluß hin abnimmt, muß man den resultierenden Heizleistungsabfall über die Strahlungsrohrlänge in Kauf nehmen, oder man legt innerhalb des Gerätes das Strahlungsrohr in Form eines U, so daß sich die Ab- strahlungsintensitäten von Vorlauf- und Rücklaufrohr zu einer passabel gleich¬ mäßigen Verteilung addieren. Aus mehreren Gründen ist diese Anordnung ver¬ besserungswürdig:

Der Temperaturabfall im Strahlungsrohr erfolgt tatsächlich nicht linear, sondern näherungsweise hyperbolisch gegen eine Asymptote hin. Dadurch ist die Wärmeabgabe im Bereich der Spitzkehre des "U" am geringsten. Bei Auslegung auf diesen Bereich wird die Anlage im übrigen überdimensioniert.

Eine optimal saubere Verbrennung erreicht man mit relativ "kühlen" Ver¬ brennungstemperaturen. Die Gebläsebrenner-Flamme weist im Flammkern jedoch immer deutlich höhere Temperaturen auf, als die Oberfläche der Flamm¬ front.

Gegenüber einem einfachen Strahlungsrohr bedeutet d ie U-förmige Strahlungsrohrführung eine nahezu doppelte Baugröße und einen entsprechend höheren Materialverbrauch.

Neben dem Materialverbrauch spielt die Baugröße eine wichtige Rolle für die Integration der Heizung in eine Architektur. Eine große Bauform läßt sich nur schwierig integrieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Strahlungswärmeheizungen einen Brenner zur Verfügung zu stellen:

der eine möglichst saubere Verbrennung gewährleistet der weitere Energiesparpotentiale nutzt der auch in einem einfach geführten Strahlungsrohr die jeweils ge¬ wünschte, z.B. gleichmäßige Heizleistung über die Strahlungsrohrlänge abgibt der der Strahlungswärmeheizung eine kompakte Bauform ermöglicht, verbunden mit den Aspekten eines geringen Materialverbrauchs und einer erleichterten Integration in die Architektur.

Diese Aufgabe wird mit Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Hiernach ist also vorgesehen, daß anstatt des bisherigen Saugzug- und/oder Gebläsebrenners ein Linearbrenner eingesetzt wird. Er ist derart ausgebildet, daß er auf der Länge des Brenners im Strahlungsrohr eine Flammstrecke erzeugt. Diese erwärmt das Strahlungsrohr auf den gewünschten Temperaturverlauf, z.B. auf eine konstante Strahlungstemperatur über die Länge.

Der Linearbrenner besteht aus einem Rohrprofil mit einer Brennerstruktur. Diese Brennerstruktur kann z.B. aus Keramik hergestellt werden. Sie weist feine Düsen bzw. Kapillaren auf, durch die das brennbare Gas/Gas-Luftgemisch aus dem Rohrprofil heraustritt und verbrennt. Es besteht auch die Möglichkeit, z.B. ein gerolltes Profil oder ein Strangpreßprofil zu verwenden, in welches die Düsen gebohrt werden. Indem die Baugröße beliebig festlegbar ist und dazu jeweils die relative Dichte der Düsen, sowie ihr Durchmesser, kann der Brenner für verschiedenste Heizintensitäten produziert werden. Je nach Gerätegröße und Art und Nutzung des zu beheizenden Raumes wird dann der Linearbrenner aus Teilstücken mit der gewünschten Charakteristik zusammengesetzt.

Mit der Heizleistung des Linearbrenners nimmt, bei konstantem Strahlungs¬ rohrdurchmesser - die Abgasgeschwindigkeit zu. Die Konstruktion des Linear¬ brenners verhindert dabei ein Ausblasen der Flamme. Dazu ist die Strömungs¬ geschwindigkeit des Gases/Gemisches in den Kapillaren/Düsen des Brenners zunächst hoch. Dies vermeidet den Rückschlag der Flamme ins Rohr des Linear¬ brenners. Die Strömungsgeschwindigkeit des Gases/Gemisches verringert sich dann mit der Öffnung des Brennraums. Die Flamme stabilisiert sich dort, wo die Flammfront mit der gleichen Geschwindigkeit fortschreitet wie das Gas/Gemisch ausströmt. Gleichzeitig wird die Geometrie der Brennerstruktur so zerklüftet und/oder so positioniert, daß der laminare Abgasstrom gebremst ist. Die Flamme bleibt dadurch auch bei einer hohen Strömungsgeschwindigkeit der umgebenden Abgase stabil.

Es besteht die Möglichkeit einer rückschlagfesten Ausführung des Linear¬ brenners. Dazu wird der Brenner nicht mit einem fertigen Verbrennungs¬ medium/Luft-Gemisch betrieben, sondern das Gemisch entsteht erst in der Brennerstruktur wo die Komponenten zusammentreffen und verwirbeln. Indem die Einzelkomponenten für sich unbrennbar sind, kann diese Bauform auch oberhalb der Selbstentzündungstemperatur des Gemisches oder bei Gefahr derselben (z.B. nach unten brennend) betrieben werden.

Wollte man eine erhöhte Wärmestrahlung nach einer Seite, so wurden bisher die Strahlungswärmeheizungen schräg hängend montiert (z.B. VDI Berichte Nr. 1029, 1993). Diese schräge Montage reduzierte (wegen der stark zunehmenden Konvektion) den Strahlungswirkungsgrad und damit die Wirtschaftlichkeit deutlich.

Diese asymmetrische Verteilung ist ohne schräge Montage und erhöhten Energieverbrauch möglich durch eine Orientierung von Leistung und Brennraum des Linearbrenπers nach der Seite des Strahlungsrohres hin, von der die erhöhte Abstrahlung gewünscht wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Querschnitt durch das Strhalungsrohr der Strahlungs¬ wärmeheizung mit einem einfachen Linearbrenner,

Fig. 2 Querschnitt durch einen rückschlagfesten Linear- breπner,

Fig. 3a bis 3c verschiedenen Querschnitte durch die Strahlungs¬ wärmeheizung mit Ausführungsbeispielen des Linear¬ brenπers und die jeweilige Abstrahlungsgeometrie der Strahlungswärmeheizung.

Der in Fig. 1 dargestellte Querschnitt zeigt einen Linearbrenner 10 in einem Strahlungsrohr 1 . Der Linearbrenner 10 gliedert sich in Rohrprofil 4 und Brenner¬ struktur 2. Die - hier eingesetzte - Brennerstruktur 2 kann z.B. ganz oder teilweise aus Keramik gefertigt werden.

In den Linearbrenner 10 wird das brennbare Medium z.B. mit einem Ventilator eingeblasen. Vom Rohrprofil 4 kommend führen Kapillaren 1 1 zu einem Brenn¬ raum 3. Er öffnet sich z.B. im rechten Winkel zu den Kapillaren nach seitlich oben.

Die Richtungsänderung und Querschnitt-Vergrößerung verlangsamen die Strömungsgeschwindigkeit des Verbrennungsmediums. Dabei kann die Öffnung des Brennraums 3 die Wärme auf die am wirksamsten gewünschten Flächen des Strahlungsrohres 1 hin lenken (hier unspezifisch auf die Oberseite des Strahlungsrohres 1 hin) .

Die Abgase werden am Ende des Strahlungsrohres 1 abgesaugt. Der Absaug- Unterdruck wird so eingestellt, daß die Differenz zwischen dem Linear¬ brennerrohr-Überdruck (vom Einblasen des Mediums) und dem Strahlungsrohr- Unterdruck (vom Absaugen der Abgase) den gewünschten Verlauf nimmt, z.B. konstant bleibt. Damit ist von Anfang bis Ende des Linearbrenners 1 0 z.B. bei konstanter Druckdifferenz ein sehr gleichmäßiger Volumenstrom durch die Kapillaren 1 1 möglich und damit eine sehr gleichmäßige Heizleistung.

Weiterhin kann der Brennraum 3 längs und (hier) quer zur Achse des Linearbrenners 10 mit Rippen etc. unterteilt oder zum Teil verdeckt werden. Dies kann nötig sein um die laminare Strömungsgeschwindigkeit des Abgas¬ stromes am Brennraum 3 zu reduzieren.

Fig. 2 zeigt den Schnitt durch einen rückschlagfesten Linearbrenner 10 mit modularem Aufbau. Er ist beispielsweise als kombiniertes Roll- und Strangpre߬ profil mit z.B. keramischen Einsätzen zu fertigen.

Er gliedert sich in ein Rohr zur Leitung des brennbaren Mediums (in eine Struktur 6 integriert), ein Luftrohr 5 zur Leitung von Verbrennungsluft und die Brennerstruktur (in die Struktur 6 integriert) mit Einsätzen 7.

Die zur sauberen Verbrennung nötigen Volumenverhältnisse werden über den Einblasdruck, den Absaug(unter-)druck, die Rohrquerschnitte und die jeweiligen Düsenquerschnitte und -Dichten bestimmt. Der modulare Aufbau erlaubt eine einfache Differenzierung z.B. der Größe des Luftrohres 5. Die Einsätze 7 sind leicht zu wechseln und orientieren den Brennraum in Länge (quer zur Linearbrenner-Achse) und Richtung wie gewünscht.

Fig. 3a zeigt einen Linearbrenner 10 mit großer Leistung auf der rechten Linearbrennerseite und kleiner auf der linken Seite. Die Einsätze orientieren den Brennraum 3 und die Leistung ebenfalls auf die rechte Strahlungsrohrseite. Es ergibt sich eine asymmetrisch, rechts verstärkte Abstrahlungsgeometrie.

Fig. 3b zeigt eine stark auf die steilen Flächen des Strahlungsrohres 1 orientierte Brennerleistung. Diese sorgt für eine sehr gleichmäßige Wärmestromdichte auf einer großen Breite unter dem Strahlungsrohr 1 .

Fig. 3c zeigt eine auf die unterste Fläche des Strahlungsrohres 1 orientierte Brennerleistung sorgt. Diese für eine hohe Wärmestromdichte auf einer geringen Breite unter dem Strahlungsrohr 1 .

Die vorliegende Strahlungswärmeheizung zeichnet sich dadurch aus, daß der Brenner als Linearbrenner 10 so ausgebildet ist, daß der Temperaturverlauf im Strahlungsrohr 1 auf der beliebigen Länge des Brenners 10 einfach und mit gewünschter Abstrahlung zu modellieren ist.