FIELD HEATER

Abstract: 1. Open-land heating, featuring a greater number of liquid gas burners, of which each is equipped with a main burner (22) that can be switched on an off for heating a combustion chamber (14), said main burner (22) being connected to the supply network (8) for liquid gas via a safety ignition device (25) and a main pipe (37) appointed after the latter, whereby one area of the main pipe (37) is designed as an evaporator pipe coil (38), and which a pilot burner (31) for maintaining operational readiness, whose feed line (30) branches off from the main pipe (37) between the safety ignition device (25) and the evaporator pipe coil (38), is characterized by an adjustable thermostat valve (28) controlled by a remote sensor (36) being appointed in the main pipe (37) between the branch of the feed line for the pilot burner (31) and the evaporator pipe coil (38).

Description: Freilandheizung Die Erfindung bezisht sich auf eine mit Gas oder Öl betriebene Frsilandheizung nach den deutschen Uffenlegungsschriften 27 27 647 vom 4. 1. 1979 und 27 50 465 vom 17. 5. 1979 unter besonderer Berücksichtigung der ständig knapper und teurer werdenden Energie. Mit Freilandheizungen sollen sein, Obst- und Gemüsekulturen vor den häufig im April / Mai auftretenden Spätfrösten geschützt und die Ernteergebnisse verbessert und gesichert werden. Um im Freigelände einen ausreichenden Frostschutz zu erreichen müssen in kurzer Zeit groBe Wärmemengen zur Verfügung stehen und mit möglichst geringen Verlusten in den zu schützenden Kulturen verteilt werden1 was zweckmässig mit Hilfe der Infrarot-Technik geschieht. Nach M. La Toison: "Infrarotstrahlung und ihre technische Anwendung" (Philips Technische Biliothek) rechnet man für die Beheizung von Freigelände mit einem Energieaufwand von 250 bis 500 Watt/m2. Auch Werner Brugel;"Physik und Technik der Infrarotstrahlung" rechnet mit diesen Werten. Für den Schutz gegen Spätfröste ist eine Temperaturerhöhung von 3 - 5 @ gegenüber der Aussentemperatur nach allen bisher vorliegenden Erfahrungen ausreichend, sodass mit einem Energieeinsatz von etwa 2.500 kW/ha gerechnet werden kann. Die verschiedenen Arten der Spätfrostbekämpfung sind ausführlich beschrieben von Fritz Schnelle: "Frostschutz im Pflsnzenbau" und es wird daher nur auf den derzeitigen technischen Stand eingegangen. In der Praxis am weitesten verbreitet, ist das Aufstellen von 200 Ölöfen pro ha. Die beim Beheizen sich bildenden Rauch- und RuB- wolken wirken in der Flur als Deckel und halten die Erdwärme und die Verbrennungswärme in den Kulturen fest. Bei auftretenden Winden werden die Wolken fortgetragen und die Beheizung ist unwirksam. Das Heizen mir Ölöfen verursacht eine beträchtliche Umweltverschmutzung und stellt eine sterke Belästigung der Bürger und des Strassenverkehrs dar. Jeder Ölofen benötigt pro Stunde mindestens 1 Liter Öl. Fällt nun wider Erwarten die Aussentemepratur nicht bis zur eigentlichen Ge- fährdungsgrenze, die Ja nach dem Entwicklungsstand der Pflanzen und der Feuchte zwischen -0,5 bis-40 L liegen kann, werden bei 10-stündi gem Betrieb pro ha bis zu 2.000 Liter Öl verbraucht, obgleich die Frost gefährdungsgrenze zu keinem Zeitpunkt erreicht wurde. Eine derartige Energieverschwendung ist betriebswirtschaftlich und volkswirtschaftlich nicht mehr vertretbar. Die Biologische Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft, Braunschweig, prüfte in den letzten Jahren verschiedene Frostschutz - Geräte auf Ihre Wirksamkeit. Bisher wurden zwei Heizsysteme für brauchbar befunden und amtlich anerkannt: Prüf-Nr.: G 983 "Weinbergheizungsanlage", anerkannt am 9.6.77 für Areale ab 1 ha aufwärts und Temperaturen bis -4 C. Für den Gebläseantrieb ist ein 30 - 40 PS-Schlepper erforderlich. Brennstoffverbrauch(einschl. Schlepper) in der kleinsten Einstellstufe ca. 50 Liter pro Stunde. Prüf-Nr.: G 961 "Frostschutzgerät", anerkannt am 23.6.1979 für Parzellen ab 0,25 ha und Fröste bis -6 C. Bei diesem Gerät handelt es sich um die Konstruktion nach0ffenlegungsschriften Nr.: 27 27 647 und 27 50 465. Auch hier liegt der Brennstoffverbrauch in der kleinsten Einstellstufe (0,5 ber) für 1 ha bei 50 kg Propan pro Stunde. Beide amtlich geprüften Frostschutzgeräte sind mit dem Nachteil behaftet, aass sofort bei Inbetriebnahme in der kleinsten Schaltstufe pro Stunde ca. 50 kg Brennstoff verbraucht weroen, obgleich bei der Inbetrieb nahme noch nicht absehbar ist, ob und wann die Aussentemperatur so tief fällt, dass die Gefährdungsgrenze erreicht oder unterschritten werden könnte. In der noch nicht veröffentlichten Patentanmeldung Nr.: P 3) 00 043 vom 2. Januar 1980 wird eine Weiterentwicklung der vorstshend unter der Prüf-Nummer G 961 erwähnten Weinbergheizung beschrieben. Dem Hauptbrenner ist hier eine Pilotflamme vorgeschaltet und die Hauptbrenner werden über ein gemeinsames Magnetventil zugeschaltet, sobald die am Thermostat eingestellte Temperatur unterschritten wird. Mit dieser Anlage wird in der Bereitschaftsstellung, in der nur die Pilotflammen brennen, bereits Energie gespart. Jedoch ist der Energieverbrauch immer noch sehr hoch, weil alle Hauptbrenner geschlossen über ein Magnetventil zu- oder abgeschaltet werden, obgleich es unter Umständen genügen würde, wenn nur 10 - 2y der Brenner voll arbeiten. In der Praxis hat sich nun gezeigt, dass die Temperaturen in dem zu schützenden Gebiet sehr unterschiedlich sein können. Ortsfremde Kaltluft kann beispielsweise aus nördlicher Richtung eindringen. Grund- sätzlich kann aus allen etwas höheren Lagen Kaltluft zufliessen. In beiden Fällen würde eine Abriegelung der Kaltluft-Zuflussstellen mit nur wenigen Brennstellen ausreichenden Schutz bieten. Auch die Entstehung von sogenannten Kaltluftseen in Talsenken kann schon mit wenigen Brennstellen durch die entstehende Thermik verhindert werden. Wenn schon mit wenigen Brennern ein Vollschutz erreicht werden kann, ist es unzweckmässig und unwirtschaftlich, jeweils die gesamte Frostschutz Anlage mit voller Leistung laufen zu lassen. Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Erfindungsgemäss wird jedem Hauptbrenner ein über Fernfühler gesteuertes Thermostatventil vorgeschaltet. Damit wird erreicht, daa sich nur die Hauptbrenner zuschalten, in deren Wirkungs- bereich die eingestellte Gefährdungstemperatur erreicht oder unterschritten wird. Bei ansteigender Temperatur schliesst oas Thermcstat- ventil und es wird damit eine vollautomatische Arbeitsweise möglich. Der besonoere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass nur noch dort und dann Energie verbraucht wird, wo dies zur Abwendung einer Gefähr- dung unerlässlich wird. Damit wird es auch künftig möglich sein, bei weiterhin steigenden Energiekosten, Freilandkulturen unter wirtschaftlich vertretbaren Aufwendungen wirksam gegen Spätfröste zu schützen. Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einem Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine gasbeheizte Freilandheizung mit 25 bis 30 Infrarot-Frost schutzatrahlern pro ha. Fig. 2 einen Schnitt A-8 durch einen Infrarot-Frostschutzstrahler mit Brenner. Bezupsziffern zu Zeichnungen 1 bis 3: 1 Freilandheizung 2 Gelände 3 Tank 4 Flüssiggas 5 HauptvEntil 6 Druckregler 7 Sicherheitsventil 8 Leitungsnetz 9 bis 12 Infrar@t-Frostschutzstrahler 13 Strahler 14 Brennkammer 15 Straniflächan 16 Infrarot-Strahlen 17 Reflektor 18 Höhe 19 Tal 20 Nachbargrundstück 21 Kaltluftsee 22 Hauptbrenner 23 Abstellhahn 24 Druckknopf 25 thermolelektrische Zündsicherung 26 Gassieb 27 Steuerblock-Kanal 2d Thermostatventil 29 Niederdruck-Regler 30 Rohrleitung 31 Pilotbrenner 32 Spar- oder Pilotflamme 33 Thermoelement 34 Magneteinsatz 35 Kapillarrohr 36 Fühlerelement 37 Hauptrohr 38 Rohrschlange 39 Düse 4G Hauptflamme Fig. 1 zeigt eine mit Propan betriebene Freilandheizung (1) in einem nicht vollständig ebenen Gelände l2). GES Gas wird aus dem statio deren Tank (3) aus der Flüssigphase (4) entnommen. Bei öffnung des Hauptventils (5) galangt das Flüssiggas zum Uruckregler (6) und xird hier auf einen Druck von 2,5 bis 3 bar einreguliert. uber das mit einem @ic@er@eitsventil (7) ausgestattste Leitungsnetz (@) wird aas Flüssig@s den lnfrarot-Frostsch@tzstrahlern (9 bis 12) zugeführt, die mit einer Leistung von 100 kti arbeiten. Pro ha sind etwa 25 bis 30 Infrarot-Frostschutzstrahler (9 - 12) für einen ausreichenden Schutz erforderlich. Die Infrarot-Frostschutzstrahlar (9-12), nach stehend kurz Strahler (13) genannt, werden in einer Höhe von 2 bis 2,5 m über dem Gelände (2) aufgestellt. Bei voller Leistung des Strahlers (13) wird die ca. 3 m lange Brennkammer (14) auf 800 C erhitzt. d Der Querschnitt der Brennkammer (14) ist einem auf der Spitzs stehenden Dreieck ähnlich. Von den dadurch entstehenden ca. 3 m langen Strahlflächen (15) gelangen gerichtete Infrarot-Strahlen (16) in das Gelände (2), welches sich um 5 bis 15 C erwärmt und die Wärme an die de über liegende Luftschicht abgibt. Der Reflektor (17) reflektiert die nach oben gerichtete Strahlung ebenfalls in das Gelände (2). Im Zu sammenwirken mit der sich am bestrahlten Gelände (2) erwärmenden Luft und der Abwärme der Strahler (13) entsteht eine gute Thermik, die es ermöglicht, grössere Areale wirksam und wirtschaftlich zu schützen. Da nun die Temperaturen in dem Gelände (2) sehr unterschiedlich sein können, ist es zweckmässig1 dass nur die Strahler (13) mit voller Leistung arbeiten, in deren Bereich die Frostgefährdungsgrenze erreicht wird. Wenn es z.U. auf Höhe (18) zu Kaltluftbildung kommt oder Kaltluft einfliesst, wäre es zunächst nur nötig, dass die dort stehenden Strahler (13) arbeiten. Die entstehande Thermik auf Höhe (18) verhindert, ein Abfliessen der Kaltluft in Richtung Tal(19). FlieRt nun Kaltluft vom Nachbargrundstück (20) ein, könnte sich ein Kaltiuftsee(21) bilden, der das gesamts Tal (19) auffüllt und evtl. bis zur Höhe (18) ansteigt. Um diese Gefahr zu verhindern, ist es oft ausreichend,wenn nur die im Tal (19) stehenden Strahler (13) arbeiten. Um den Energieverbrauch möglichst niedrig zu halten, sollen nur die Strehler (13) arbeiten, in deren Bereich Frostschäden entstehend könnten. In Fig. 3 ist dargestellt, wie sich die einzelnen Strahler (13) den sich ändernden Temperaturen ständig anpassen und automatisch zu- und abschalten. Bei Frcstgefahr wird das Leitungsnetz (d) unter Gesdruck von 2,5 bis 3 bar gesetzt. Nach Öffnung des Abstellhahnes (23) und Drücken des Druckknopfes (24) fliesst das Gas durch die thermoelektrische Zündsicherung (25) und das Gassieb (26) in den Steuerblock-Kanal (22). Uss Thermostatventil (28) ist. z.B. auf -1 L eingestellt und bei einer Aussentemperatur vcn +10 C noch geschlossen. Am Niederdruck-Reg ler (29) wird der Gasdruck auf 50 mbar reduziert und durch die Hohrleitung (30) dem Pilotbrenner (31) zugeführt. Nach Zündung des Pilotbrenners (31) erwärmt die Pilotflamme (32) das Thermoelement(33) und es fliesst ein Strom zum Magneteinsatz (34). Damit wird das Ventil in der thermoelektrischen Zündsicherung (25) offen gehalten und der von Hend betätigte Druckknopf (24) kann frei gegeben werden. Verlöscht die Pilotflamme (32), schliesst auch das Ventil der thermoelektrischen Zündsicherung (25). Jedes Thermostatventil (28) wird über ein 3 bis 6 m langas Kapillar- rohr (35) durch ein flüssigkeitsgefülltes Fühlerelement (36) gesteuert. Bei fallender Temperatur verringert sich das Flüssigkeits- volumen im Fühlerelement (36) und das Thermostatventil (28) öffnet sich. Damit gelangt das Flüssiggas durch das Hauptrohr (37) zur Rohrschlange (38), - es wird dort verdampft - und strömt gasförmig an der Düse (39) aus. Durch die ständig brennende Pilotflamme (32) wird die Hauptflamme (40) gezündet und der Strahler (13) arbeitet, mit einer Leistung von ca. 100 KW. Steigt nun die AuBentemperatur im Bereich des Fühlerelementes (36) über die am Thermostatventil (28) eingestellte Gefährdungstemperatur von z.B. -l C an, dehnt sich die Flüssigkeit im Fühlerelement (36) wieder aus und schliesst das Thermostatventil (28). Die Hauptflamme (40) geht aus und die Pilotflamme (32) brennt weiter. Die Gefährdungstemperatur ist in einem Bereich von +100 bis 100 C am Thsrmostatventil (28) einstellbar. ehnliche Thermostatventile, Jedoch in anderen Regelbereichen sind bekannt im Heizungs- und Kühlerbau. Mit der vorstehend für Propangas beschriebenen Steuertechnik können bei entsprechender Änderung der Hauptbrenner (22) und Düsen (39) auch die auf Seite 1 angeführten Ölheizungen ausgerüstet und wieder wirtschaftlich betrieben werden.

Claims: Patentansprüche 1. Gas- oder ölbeheizte Freilandheizung dadurch gakennzeichnet, dass bei Frostgefahr die heizvorrichtungen mittels gezündeter S-parflamme in Betriebsbereitschaft gehalten werden und bei Veränderung der Aussentem-peratur die von F-ühlerelementen (36) gesteuerten und auf eine Gefährdungstem-peratur eingestellten Thermostatventile (28) die Energiezufuhr für die Hauptflammen (40) freigeben oder unterbrechen. 2. Freilandheizung nach Anspruch 1 dadurch gekannzeichnet, dass der Hauptflamme (40) eine Pilotflamme (32) zugeordnet ist. 3. Freilandheizung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Thermostatventil (28) auch in geschlossener Stellung noch etwas Brennstoff f-ür eine weiter brennende Sparflamme durch läBt und die Betriebsbereitschaft erhalten bleibt. 4. Freilandheizung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Thermostatventil (2s) im Leitungsnetz (b) angeordnet ist und mehrere Heizvorrichtungen gesteuert werden. 5. Freilandheizung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung aus einem Infrarotetrahler besteht und der Querschnitt der Brennkammer (14) einem auf der 5-pitze stehenden Dreieck ähnelt.

Inventors: BERGER, CORNELIA
Applicants: BERGER, CORNELIA
Application year: 1982
Main classification: A01G13
IPC codes: A01G13