AT399219B - Brennerbeheizter wasserspeicher - Google Patents

Description

AT 399 219 B

Die Erfindung bezieht sich auf einen brennerbeheizten, von einem Flammrohr durchsetzten, an seinen Außenwänden mit einer Wärmeisolierung versehenen Wasserspeicher mit einer in diesem angeordneten Rohrwendel zur Heizwasserbereitung, wobei im Inneren des Flammrohres eine mit der Rohrwendel im Inneren des Wasserspeichers verbundene Rohrwendel angeordnet ist und der Wasserspeicher im Bereich des Flammrohres mit einer Wärmeisolierung versehen ist, nach Patent AT-PS 396 293.

Der Zusatzerfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem'derartigen Wasserspeicher den Wirkungsgrad weiter zu erhöhen.

Dazu ist vorgesehen, daß in einem an das Flammrohr anschließenden, nach außen führenden Abgasrohr ein Abgas-Wärmetauscher angeordnet ist, der der im Flammrohr angeordneten Rohrwendel über eine Leitung hydraulisch vorgeschaltet und mit einem Heizungsrücklauf verbunden ist, wobei ein die verbindende Leitung unter Ausbildung eines Ringspaltes durchsetzender kegelstumpfförmiger Ablaufring, der sich nach unten zu verjüngt und unter diesem ein mit einer nach außen führenden Leitung verbundener Trichter angeordnet sind, über dessen Öffnung die Leitung siphonartig seitlich ausgekröpft ist.

Damit ist es möglich, die Wärme der aus dem Flammrohr abströmenden Abgase zur Vorwärmung des in den im Flammrohr angeordneten Rohrwendel strömenden Heizwassers auszunutzen, wodurch sich eine Verbesserung des Wirkungsgrades des Wasserspeichers ergibt.

Mittels des Ablaufringes und des Trichters läßt sich das bei einer sehr weitgehenden Abkühlung der Brenngase anfallende Kondensat sehr einfach abführen und ein Eindringen desselben in das Flammrohr sicher vermeiden.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist bei einem brennerbeheizten Wasserspeicher nach dem Patent AT-PS 396 293 vorgesehen, daß in einer Verbindungsleitung, die den Ausgang der im Flammrohr angeordneten Rohrwendel mit dem Eingang der im Speicher angeordneten Rohrwendei verbindet, ein Ventil angeordnet ist und der Ausgang dieser Rohrwendel über ein weiteres Ventil mit dem Ausgang der im Flammrohr angeordneten Rohrwendel verbunden ist, wobei die beiden Ventile von einem Steuergerät gesteuert sind.

Diese Maßnahmen ermöglichen einen optimalen Betrieb des brennerbeheizten Speichers. So ist es bei fehlendem Brauchwasserbedarf möglich, den Heizkreis ausschließlich über die im Flammrohr angeordnete Rohrwendel zu führen, wobei die Rohrwendel im Speicher nicht durchströmt wird, so daß Wärmeverluste weitgehend vermieden werden. Außerdem ist dadurch eine Brauchwasserbereitung auch dann ohne Probleme möglich, wenn eine über der zur Bereitung des Brauchwassers maximal zulässigen Speichertemperatur liegende Vorlauftemperatur eingehalten werden muß. Dabei kann dann durch entsprechendes Stellen der Ventile der Heizkreis ausschließlich über die im Flammrohr angeordnete Rohrwendel versorgt werden. Weiter ist es auch möglich, bei unter der maximalen Speichertemperatur liegenden Vorlauftemperaturen den Wärmebedarf für das Heizungswasser aus dem Speicher zu decken, wodurch die Zahl der Brennerzyklen gering gehalten werden kann, was zu einer Verbesserung des Wirkungsgrades und einer Verminderung des Schadstoffausstoßes führt.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.

Dabei zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wasserspeichers und Fig. 2 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wasserspeichers.

Bei dem Wasserspeicher 8 nach beiden Figuren ist ein zentral angeordnetes Flammrohr 3 vorgesehen, das mit seinem unteren Ende an einem Brennraum 2 angeschlossen ist, der durch eine Erweiterung des Flammrohres 3 gebildet ist. In diesem Brennraum 2 ist der von einem Regelgerät 18 über eine Steuerleitung 42 gesteuerte Brenner 1 angeordnet.

Der Wasserspeicher 8 ist an seinen Außenseiten mit einer wärmeisolierenden Schicht 21 versehen, mit der sowohl die Mantelfläche, wie auch die beiden Stirnflächen versehen sind.

Im Inneren des Wasserspeichers 8 ist eine Rohrwendel 7 angeordnet, die das Flammrohr 3 umgibt und die mit einem durch eine weitere Rohrwendel 6 gebildeten Rohrwendel verbunden ist, der im oberen Bereich des Flammrohres 3 angeordnet ist.

Im Bereich des Flammrohres 3 ist der Wasserspeicher 8 ebenfalls mit einer wärmeisolierenden Schicht 20 versehen, wodurch bei Stillstand des Brenners 1 eine Wärmeabgabe in Richtung des Inneren des Flammrohres 3 weitgehend unterbunden wird. Es sind daher nur die Wände des Brennraumes 2 frei von einer wärmeisolierenden Schicht. Aber auch dieser Bereich kann isoliert werden.

Oberhalb des Flammrohres 3 ist ein nach außen führendes die obere Stirnfläche durchsetzendes Abgasrohr 22 vorgesehen, in dem ein Abgasventilator 23 angeordnet ist.

Die Rohrwendel 6 ist mit dem Rückauf 45 einer Heizungsanlage 46 verbunden, die eine Umwälzpumpe 14 und einen üblichen Bypass 13. aufweist, der an ein Drei-Wege-Ventil 15 angeschlossen ist, das einerseits über eine Vorlaufleitung 11 zu den Heizkörpern 12 der Heizungsanlage 46 und andererseits über 2

AT 399 219 B die Rohrwendel 7 mit dem Speicher 8 in Verbindung steht. Es kann gegebenenfalls durch zwei Magnetventile ersetzt werden.

Der Zulauf des Brauchwassers in den Wasserspeicher 8 ist mit 9 bezeichnet und der mit einer Zapfstelle 47 versehene Ablauf mit 10, wobei die Erwärmung des Brauchwassers im Inneren des Wasser-5 speichere 8 über das durch die Rohrwendel 6 erhitzte, in der Rohrwendel 7 fließende Wasser erfolgt.

Die Steuerung des Brenners 1 erfolgt in Abhängigkeit von der durch einen Temperaturfühler 16 erfaßten Temperatur des Brauchwassers im Wasserspeicher 8. Dabei wird bei Vorliegen einer Brauchwasseranforderung, die mit einem Absinken der Temperatur im Wasserspeicher 8 verbunden ist, der Heizkreis über den Bypass 13 durch Betätigen des Drei-Wege-Ventiles 15 kurzgeschlossen, wobei die Steuerung der 70 Umwälzpumpe 14 und des Drei-Wege-Ventils 15 durch das Regelgerät 18 erfolgt, das mit diesen Bauteilen über Steuerleitungen 19 verbunden ist.

Gemäß Fig. 1 ist im Abgasrohr 22 ein zusätzlicher Abgaswärmetauscher 30 angeordnet, der an den Heizungsrücklauf 45 angeschlossen ist.

Dieser Abgaswärmetauscher 30 ist wasserseitig stromauf der Rohrwendel 6, die als erster Abgaswär-75 metauscher wirkt, über eine Verbindungsleitung 31 mit dieser im Flammrohr 3 angeordneten Rohrwendel 6' verbunden. Dabei durchsetzt die Verbindungsleitung 31 unter Bildung eines Ringspaltes 33 einen Ablaufring 32. Unterhalb dieses Ablaufringes 32 ist die Verbindungsleitung 31 siphonartig seitlich an einem Trichter 35 vorbeigeführt, der mit einer Ausieitung 36 verbunden ist, die aus dem Abgasrohr 22 herausgeführt ist und zu einem Sammler 48 führt, der das anfallende Kondensat aufnimmt. Dabei ist die Öffnung des Ablaufringes 20 32 kleiner als die Öffnung des Trichters 35. Damit ist sichergestellt, daß das anfallende Kondensat gesammelt und abgeführt werden kann.

Bei der Ausführungsform nach der Fig. 2 ist oberhalb des Flammrohres 3 eine Strömungssicherung 4 vorgesehen, die einem Abgasrohr 5, das in das Abgasrohr 22 übergeht, vorgeordnet ist.

Weiter ist bei dieser Ausführungsform der mit dem Heizungsvorlauf, in dem des Drei-Wege-Ventil 15 25 angeordnet ist, verbundene Auslauf der Rohrwendel 7 über eine Leitung 53 mit dem Ausgang der im Flammrohr 3 angeordneten Rohrwendel 6 verbunden, wobei in dieser Leitung 53 ein Magnetventil 54 angeordnet ist, das von dem Steuergerät 18 über eine Signaileitung 55 gesteuert ist. Weiter ist dem Eingang der Rohrwendel 7 über eine Leitung 58 ein weiteres Magnetventil 57 unmittelbar vorgeschaltet, das ebenfalls vom Steuergerät 18 über eine Signalleitung 56 gesteuert ist. Dabei mündet die Leitung 58 30 stromauf der Magnetventile 57 und 54 in die Leitung 53, die den Ausgang der im Flammrohr 3 angeordneten Rohrwendel 6 mit dem Eingang der Rohrwendel 7 verbindet.

Die beiden Magnetventile 54 und 57 ermöglichen eine optimale Anpassung an die jeweiligen Betriebs-erfordemisse.

So kann zum Beispiel bei einer Temperatur im Speicher tsp die unter einem vorgegebenen unteren 35 Grenzwert tugr für die Speichertemperatur liegt, der Brenner 1 mit einer Vorrangschaltung für die Speicheraufheizung, bei der die Heizungsanlage 46 über das Drei-Weg-Ventil 15 kurzgeschlossen ist, betrieben werden, bis ein oberer Grenzwert togr der Speichertemperatur erreicht ist. Dabei wird das Magnetventil 54 geöffnet und das Magnetventil 57 geschlossen gehalten.

Dabei bildet sich ein Wasserkreislauf aus, der über die im Flammrohr 3 angeordnete Rohrwendei 6, das 4o Magnetventil 54, die Rohrwendel 7, das Drei-Wege-Ventil 15, die Umlaufpumpe 14 und zurück zur Rohrwendel 6 geführt ist. Dadurch kann der Inhalt des Speichers 8 rasch aufgeheizt werden.

Dabei springt der Brenner 1, wenn kein Wärmebedarf für die Heizung oder das Brauchwasser besteht, erst dann an, wenn die Temperatur tsp unter den unteren Grenzwert tugr für die Speichertemperatur gesunken ist. 45 In der Heizperiode mit Heizungswärmebedarf sind zwei Fälle möglich: 1. Die nach der Heizkurve erforderliche Vorlauftemperatur tv in der Leitung 11 ist höher als der obere Grenzwert togr für die Speichertemperatur am Soll-Wertgeber eingestellt: so In diesem Falle wird das Magnetventil 57 durch das Steuergerät 18 geschlossen und das Magnetventil 54 geöffnet gehalten, wodurch der Speicher 8 beziehungsweise die Rohrwendel 7 kurzgeschlossen sind und der Heizkreis ausschließlich von der im Flammrohr 3 angeordneten Rohrwendel 6 versorgt wird. 2. Die Vorlauftemperatur tv ist niedriger als der obere Grenzwert togr der Speichertemperatur:

In diesem Fall wird das Magnetventil 57 offen und das Magnetventil 54 geschlossen gehalten. Dadurch bildet sich ein Wasserkreislauf aus, der über die Rohrwendel 6, die Rohrwendel 7, das Drei-Wege-Ventil 15, die Heizungsanlage 46 und die Umlaufpumpe 14 geführt ist. Dabei wird der Heizungswärmebedarf zunächst 3 55

Claims (2)

1. AT 399 219 B aus dem Speicher 8 gedeckt. Der Speicher 8 kühlt sich dadurch ab. Bei Niedertemperaturheizungen schaltet der Brenner 1 erst ein, wenn die Speichertemperatur tsp kleiner als der gleichfalls am Sollwertgeber 61 eingestellte untere Grenzwert tugr ist. Bei höheren Soll-Vorlauftemperaturen ist ein Signal oder eine Funktion (zum Beispiel für den unteren Grenzwert tugr der Speichertemperatur) für die vorzeitige Speicherwiederaufheizung erforderlich. Patentansprüche 1. Brennerbeheizter, von einem Flammrohr durchsetzter, an seinen Außenwänden mit einer Wärmeisolierung versehener Wasserspeicher mit einer in diesem angeordneten Rohrwendel zur Heizwasserbereitung, wobei im Inneren des Flammrohres eine mit der Rohrwendel im Inneren des Wasserspeichers verbundene Rohrwendel angeordnet ist und der Wasserspeicher im Bereich des Flammrohres mit einer Wärmeisolierung versehen ist, nach Patent AT-PS 396 293, dadurch gekennzeichnet, daß in einem an das Flammrohr (3) anschließenden, nach außen führenden Abgasrohr (22) ein Abgaswärmetauscher (30) angeordnet ist, der der im Flammrohr (3) angeordneten Rohrwendel (6) über eine Leitung (31) hydraulisch vorgeschaltet und mit einem Heizungsrücklauf verbunden .'ist, wobei ein die verbindende Leitung (31) unter Ausbildung eines Ringspaltes (33) durchsetzender kegelstumpfförmiger Ablaufring (32), der sich nach unten zu verjüngt und unter diesem ein mit einer nach außen führenden Leitung (36) verbundener Trichter (35) angeordnet sind, über dessen Öffnung die Leitung (31) siphonartig seitlich ausgekröpft ist.
2. 2. Brennerbeheizter, von einem Flammrohr durchsetzter, an seinen Außenwänden mit einer Wärmeisolierung versehener Wasserspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Verbindungsleitung, die den Ausgang der im Flammrohr (3) angeordneten Rohrwendel (6) mit dem Eingang der im Speicher (8) angeordneten Rohrwendel (7) verbindet ein Ventil (54) angeordnet ist und der Ausgang dieser Rohrwendel (7) über ein weiteres Ventil (57) mit dem Ausgang der im Flammrohr (3) angeordneten Rohrwendel (6) verbunden ist, wobei die beiden Ventile (57, 54) von einem Steuergerät (18) gesteuert sind. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 4