Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die z.B.
an eine bestehende Warmwasserheizungsanlage angeschlossen werden kann und zur individuellen
Temperierung von mit Fluiden beaufschlagten Kammersystemen dient, die üblicherweise
als Polsterungen ganz, teilweise und/oder zusätzlich an oder in Einrichtungsgegenständen
wie z.B. Sitz-, Ruhe- und/oder Liegemöglichkeiten Verwendung finden.
Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl unterschiedlicher Anmeldungen
bekannt, die eine Erwärmung von in Möbelstücken integrierten, Flüssigkeitsgefüllten
Kammersystemen, respektive von Wasserbetten, zum Inhalt haben. Hierbei gibt es unterschiedliche
Verfahren, welche die jeweiligen Anmelder zur Anwendung bringen.
Die Anmeldung DE 195 08 315
C1 betrifft eine Heizungsvorrichtung mit elektrischen Widerstandsleitern
für Wasserbetten, die zwischen einem Bettgestell und einer Sicherheitsfolie
angeordnet und in Abhängigkeit von der gewünschten Temperatur eines auf
der Sicherheitsfolie liegenden Wasserkerns regelbar ist.
Nachteilig an dieser bekannten Vorrichtung ist es, dass hier ein elektrisches
System verwendet wird, das, in Verbindung mit einem Wasserbett, ein gewisses Risiko
in sich birgt beim Kontakt mit elektrischen Leitern. Weiterhin ist für die
Aufwärmung des Wasserkörpers viel Energie erforderlich und es kommt im
Bereich der Übergangsstelle von Heizfläche zum Mantelkörper der Wasserbettmatratze
zu einer verstärkten Materialbeanspruchung des Hüllenkörpers, was
zu einer vorzeitigen Materialermüdung führen kann.
Weiter beschreibt die Gebrauchsmusterschrift DE
203 11 565 U1 ein extern gelagertes Heizsystem für Wasserbetten, bei
dem elektrische Energie dazu dient, ein wässriges, gelartiges oder gasförmiges
Medium in einem von dem Wasserbett vorgelagerten Behälter zu erwärmen,
was anschließend unterhalb des Wasserkernes in ein geschlossenes System geleitet
wird.
Nachteile dieser Anmeldung ergeben sich u.a. daraus, dass für
die Aufwärmung des Mediums elektrische Energie erforderlich ist, die Aufheizung
des Wasserkerns viel Zeit in Anspruch nimmt und es auch hier im Bereich der Übergangsstelle
von Heizfläche zum Mantelkörper der Wasserbettmatratze zu einer verstärkten
Materialbeanspruchung kommen kann.
Schließlich beschreibt das Gebrauchsmuster DE
299 14 153 U1 eine Anlage zum Beheizen von handelsüblichen Wasserbetten
und – sitzgelegenheiten, mittels vorhandener Zentral-, Etagen-, Fern- oder
Solarheizungen. Hier wird unterhalb der Wasserbettmatratze ein Leitungssystem, das
auf einer Trägerplatte montiert ist, in das Bettgestell eingebracht und mit
einer Kupferplatte und einem zusätzlichen Stromheizelement abgedeckt.
Bei dieser Anmeldung ist es von Nachteil, dass zunächst durch
die verwendeten Bauteile – Trägerplatte, Wasser gefüllte Leitungen,
Kupferplatte – auf Grund ihres Gewichts eine zusätzliche Stabilitätsschwächung
des Bettgestells erfolgt, die Herstellung aufwändig – z.B. Einfräsen
von Nuten in die Trägerplatte – und teuer ist und durch das zusätzliche
Stromheizelement eine „Wärmebremse" in das System integriert ist, welche
die Effektivität dieses Systems reduziert, da zur Übertragung der Wärme
von den Warmwasserleitungen der Trägerplatte zu dem Wasserkern der Wasserbettmatratze
eine höhere Wärmezuführung erforderlich ist.
Diese Ausführungen bieten somit kein Vorheizsystem für mit
Fluiden gefüllte Kammersysteme, das einen hohen Wirkungsgrad hat, mit einer
direkten Erwärmung des Fluids und das zu einer Verhinderung von Material schwächenden
Wärmebrücken im Bereich von Heizelementen führt, wobei sich die Temperatur
des Fluids im Kammersystem individuell regeln lässt.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, dem Anwender eine Vorrichtung
zur Verfügung zu stellen, die es erlaubt, spezielle, mit Fluiden gefüllte
Kammersysteme, welche in Sitz-, Ruhe- oder Liegemöglichkeiten integriert sein
können, derart z.B. an ein Warmwasserheizsystem anzuschließen, dass das
besagte Fluid im Kammersystem direkt erwärmt wird, bei hoher Effektivität
und der Möglichkeit, das jeweilige Kammersystem individuell zu temperieren.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem dadurch gelöst,
dass ein direkter Anschluss an einer Heizungsleitung am Vor- oder Rücklauf
erfolgt, mit entsprechendem Hahnblock, hiervon ausgehend flexible Leitungen zum
und vom Kammersystem zurück, welches einen integrierten Wärmetauscher
aufweist und über ein Thermostatventil verfügt.
Die mit dieser Vorrichtung erzielten Vorteile bestehen insbesondere
darin, dass das System einen hohen Wirkungsgrad hat, weniger Aufheizvorgänge
benötigt, die Nachteile von elektrischen Heizsystemen mit einem möglichen
Kontakt von elektrischen Leitern ausschließt, geringe zusätzliche statische
Belastungen aufweist und zu keinen Materialschwächungen im Bereich von konzentrierten
Wärmeflächen, wie es bei anderen Heizsystemen der Fall sein kann, führt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Schutzansprüchen
eins und folgenden, wonach ein Zirkulationswärmetauscher in ein mit einem Fluid
gefülltem Kammersystem integriert und dabei von dem Fluid direkt umspült
wird, woraus sich ein hoher Wirkungsgrad ergibt, da die den Wärmetauscher durchfließende,
erwärmte Flüssigkeit ihre Wärme großflächig und rundherum
abgeben kann, wodurch eine schnelle und effektive Erwärmung des Fluids erreicht
wird. Der Wärmetauscher selbst kann über ein Leitungssystem, hier bieten
sich z.B. flexible Leitungen an, an dem Vor- oder Rücklauf einer Warmwasserheizungsanlage
angeschlossen werden, unabhängig davon, ob hier ein Einrohrheizsystem verwendet
wird, da der Wärmetauscher auch an ein solches System angeschlossen werden
kann. An der Schnittstelle Heizungsanlage/Wärmetauscher werden entsprechende
Absperrhähne installiert, z.B. ein Hahnblock mit Rückflussverhinderer
und integriertem Temperaturwählventil, weiterhin Wartungshähne, so dass
hier ein Montage bzw. Demontage des jeweiligen Kammersystems problemlos erfolgen
kann. Je nach Anwendungsbereich kann es auch sinnvoll sein, voreinstellbare Thermostatventile
zu verwenden, die einen begrenzten Temperaturwählbereich erlauben, so dass
die Wärmeübertragung z.B. zwischen einem Temperaturbereich von 24°
Celsius und 36° Celsius ermöglicht wird. Da es auf Grund eines Anschlusses
an eine Heizungsanlage möglicherweise zu Fliessgeräuschen innerhalb des
Leitungssystems kommen kann, die als störend empfunden werden können,
bietet es sich an, die Fließgeschwindigkeit innerhalb des Wärmetauschersystems
einstellbar derart zu gestalten, dass keine Fließgeräusche wahrgenommen
werden. Weiterhin kann das hier vorgestellte Wärmetauschersystem auch bedenkenlos
in einem Heizungsanlagen-Betriebsmodus „Nachtabsenkung" gefahren werden,
da die verwendeten Werkstoffe einen derart hohen technischen Standard besitzen,
dass selbst bei niedrigen Vorlauftemperaturen eine Wärmeaustauschbarkeit gewährleistet
werden kann. Das System selbst kann sowohl in bestehende als auch in neu zu installierende
Heizungsanlagen integriert werden, wobei es bei einer neu zu konzipierenden Anlage
denkbar ist, für den oder die Wärmetauscher einen eigenen Mischerkreislauf
aufzubauen, der z.B. über zeitgesteuerte, separate Aufheizvorgänge bedient
wird und so das erwärmte Wasser in das System weiterleitet, in Verbindung mit
Temperaturfühlern und Temperaturbegrenzern, um damit Schäden an dem System
zu verhindern. Bei einer bestehenden Anlage ist die Integration des Wärmetauschersystems
am einfachsten auf die Weise zu lösen, dass an der Schnittstelle zur Heizungsanlage
ein mechanisch wirkendes Ventil eingebaut wird, welches z.B. einen Fernfühler
aufweist, mit einer direkt am Wärmetauscher befindlichen Messsonde, um so die
Effektivität des Systems zu erhöhen. In einer möglichen Ausführungsvariante
ist es auch denkbar, ein entsprechendes Wärmetauschersystem dergestalt zu nutzen,
dass hierüber Wärme abgeleitet wird. Abschließend sei darauf hingewiesen,
dass die verwendeten Materialien und Werkstoffe insgesamt korrosionsbeständig
sein sollten, um so vorzeitige, alterungsbedingte Schäden an dem System ausschließen
zu können.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt
und werden nachfolgend näher beschrieben, wobei es sich versteht, dass die
vorstehend beschriebene Erfindung und die folgenden Ausführungsbeispiele nicht
nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen
oder als eigenständiges Ausführungsobjekt verwendbar sind, ohne den Rahmen
der vorgestellten Erfindung zu verlassen.
Es zeigen:
1 schematische Darstellung einer Heizungsanlage mit
separatem Wärmetauscherkreislauf
2 schematische Darstellung der Anwengungsmöglichkeit
„Wasserbett"
3a schematische Darstellung einer Ausführungsvariante
2
3b schematische Darstellung einer Ausführungsvariante
3
Es folgt die Erläuterung der Erfindung anhand der Zeichnungen
nach Aufbau und ggf. auch nach Wirkungsweise der dargestellten Erfindung.
1 zeigt schematisch eine Heizungsanlage 1
mit separatem Wärmetauscherkreislauf bestehend Heizkessel 3, Ausdehnungsgefäß
4, Sicherheitsventil 5, Pumpe 6, Dreiwegemischer
7/8, Temperaturfühler 11, Druckregulierventil
12, Rückflussverhinderer 13, Absperrkugelhahn 14/16
und Wärmetauscher 2.
Bei der vorgestellten Ausführungsvariante verfügt die Heizungsanlage
1 über einen separaten Wärmetauscherkreislauf 19, der
über die Dreiwegemischer 7/8 geführt wird. An diesen
Mischern ist auch das normale Leitungssystem der Heizungsanlage 1 angeschlossen,
mit Vorlaufleitung 9 und Rücklaufleitung 10. Im Heizkessel
3 wird das im System befindliche Wasser aufgeheizt und über den Vorlauf
17 mit Unterstützung einer Pumpe 6 in das Leitungssystem
gefördert und schließlich über den Rücklauf 18 wieder
zum Heizkessel 3 zurück geführt, wo der Kreislauf von vorne beginnt.
Am Rücklauf 18 angeschlossen ist ein Ausdehnungsgefäß
4, welches regulierend auf die unterschiedliche Ausdehnung des erwärmten
und wieder abkühlenden Wassers einwirkt, und ein Sicherheitsventil
5, das bei einem zu hohen Druck im System dieses öffnet und den Überdruck entweichen
lässt. Der an diesem System angeschlossene Wärmetauscherkreislauf
19 am Dreiwegemischer 7 beginnend und am Mischer 8 endend,
besteht aus den nachfolgend beschriebenen Komponenten. Der Wärmetauscher
2 selbst ist in einem Kammersystem, welches ein Fluid enthält, eines
Einrichtungsgegenstandes wie z.B. einer Sitz-, Ruhe- und/oder Liegemöglichkeit
integriert und wird von diesem Fuid direkt umspült. Am Kammersystem befindet
sich eine Absperrung 16, die es ermöglicht, dass das Kammersystem
mit integriertem Wärmetauscher 2 nach Schließen der Absperrung
14 und Lösen der Verschraubung 15 problemlos von der Heizungsanlage
1 abgekoppelt werden kann, z.B. bei Reparatur- oder Wartungsarbeiten. Über
den Rückflussverhinderer 13 wird erreicht, dass es in dem Leitungssystem
19 zu keinem unkontrollierten Strömungsverhalten kommt und ein stetiger
Zu- und Ablauf des umgewälzten Warmwassers erfolgt. Zur individuellen Temperierung
des Kammersystems dient ein Temperaturfühler 11, der bei Bedarf mit
einem Fernfühler direkt mit dem Kammersystem gekoppelt werden kann, um so die
Effektivität zu erhöhen, damit auch die für das Kammersystem tatsächlich
gewünschte Temperatur von dem System bereit gestellt wird. Sollte es bei dem
Betrieb der Anlage zu ungewünschten Geräuschen auf Grund der Fließgeschwindigkeit
des Wassers kommen, so besteht die Möglichkeit, über eine Druckregulierventil
12 die Fließgeschwindigkeit auf ein gewünschtes Maß einzuregulieren.
Das über den Vorlauf 17 der Heizungsanlage 1 in den Wärmetauscherkreislauf
19 geleitete erwärmte Wasser wird nach dem Durchfließen des Wärmetauschers
2 in die Rücklaufleitung 21 des Wärmetauscherkreislaufs
19 geleitet und über den Dreiwegemischer 8 schließlich
in den Rücklauf 18 der Heizungsanlage 1.
2 zeigt schematisch ein Anwendungsbeispiel für
ein Wärmetauschersystem, angeschlossen an eine bestehende Heizungsanlage, bestehend
aus Heizungsanlage 1, mit Heizkessel 3, Vorlauf 17, Rücklauf
18, Heizkörpern 26, Thermostatventilen 25, Wasserbett
22, Kammersystem 23, Absperrgruppe 24, Hahnblock
27 und Wärmetauscher 2.
Bei dieser Ausführung wird der Wärmetauscherkreislauf
19 an eine bestehende Heizungsanlage 1 angeschlossen, die hier
beispielhaft dargestellt ist, mit dem Heizkessel 3, hiervon ausgehend der
Vorlauf 17, angeschlossen sind die Heizkörper 26 und zum
Heizkessel 3 zurück der Rücklauf 18. Der Wärmetauscherkreislauf
19 dient zur Aufwärmung eines Kammersystems 23, das als Wasserbettmatratze
in einem Wasserbett 22 Verwendung finden soll. Hierbei erfolgt ein Anschluss
am Vorlauf 17 der Heizungsanlage 1 mit einer Verbindung über
Schlauchanschluss mit Verschraubungen an einem Hahnblock 27 mit Rückflussverhinderer
und integriertem Temperaturwählventil. Dem Wärmetauscher 2 vorgeschaltet
sind Absperrgruppen 24, die Absperrungen und lösbare Schraubverbindungen
beinhalten, die es ermöglichen, dass das Wasserbett bei Wartungs- oder Reparaturarbeiten
problemlos von der Heizungsanlage 1 abgekoppelt werden kann.
3a zeigt schematisch eine Ausführungsvariante
mit externen Wärmetauscher, dargestellt ist ein Kammersystem 23 und
der externe Wärmetauscher 28.
Die Ausführung zeigt eine modifizierte Verwendungsmöglichkeit
für die Vorrichtung, bei welcher ein externer Wärmetauscher
28 verwendet wird, der wie bereits aus 1 und
2 bekannt, an eine Heizungsanlage angeschlossen werden
kann. Diese Möglichkeit kann dort zur Anwendung kommen, wo es darum geht, ein
elektrisches Heizelement, welches zum Aufheizen eines Kammersystems 23
genutzt wurde, zu ersetzen. Hierbei wird das elektrische Heizelement entfernt und
der Wärmetauscher 28 wie bereits das Heizelement auch, zwischen Bodenplatte
und Textilwanne unterhalb des Kammersystems 23 eingesetzt.
3b zeigt die schematische Darstellung einer Ausführungsvariante
bestehend aus einer Matte mit Rohrschleife 29 und einem Kammersystem
23.
Diese Ausführung stellt eine Weiterentwicklung der Variante aus
3a dar, wobei hier der Wärmetauscher
29 ein Heizelement ausbildet, das aus einer flexiblen Matte mit einem flexiblen
Leitungssystem besteht, bei welchem die Leitungen „Rohrschleifen" ausbilden
und so einen großflächigen Wirkungsgrad ermöglichen. Der Anschluss
erfolgt wie bereits in 1 und 2
dargelegt an eine Heizungsanlage, wobei sich diese Variante überall dort anbietet,
wo ein elektrisches Heizelement ausgetauscht werden soll oder eine Beheizung von
Sitz- oder Liegemöbeln erwünscht ist. Denkbar ist auch eine Verwendung
im Kfz-Bereich, zur Vorwärmung von Sitzflächen, mit einer Ausnutzung des
Kühlerkreislaufs, der ein entsprechend vorgewärmtes Medium für den
Wärmetauscherkreislauf zur Verfügung stellt.
- 1
- Heizungsanlage
- 2
- Wärmetauscher
- 3
- Heizkessel
- 4
- Ausdehnungsgefäß
- 5
- Sicherheitsventil
- 6
- Flüssigkeitspumpe
- 7
- Dreiwegemischer Vorlauf
- 8
- Dreiwegemischer Rücklauf
- 9
- Vorlaufleitung
- 10
- Rücklaufleitung
- 11
- Temperaturfühler
- 12
- Druckregulierventil
- 13
- Rückflussverhinderer
- 14
- Absperrkugelhahn
- 15
- lösbare Schraubverbindung
- 16
- Absperrkugelhahn
- 17
- Heizungsvorlauf
- 18
- Heizungsrücklauf
- 19
- Wärmetauscherkreislauf
- 20
- Vorlauf Wärmetauscher
- 21
- Rücklauf Wärmetauscher
- 22
- Wasserbett
- 23
- Kammersystem
- 24
- Absperrgruppe
- 25
- Thermostatventil
- 26
- Heizkörper
- 27
- Hahnblock
- 28
- Externer Wärmetauscher
- 29
- Matte mit Rohrschleife