CH263589A - Process for producing hot water and equipment for carrying out this process. - Google Patents

Process for producing hot water and equipment for carrying out this process.

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CH263589A
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CH
Switzerland
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water
pressure
gas
container
steam
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Application number
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German (de)
Inventor
Jodell G E
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Electrolux Ab
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/18Water-storage heaters

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Commercial Cooking Devices (AREA)

Description

  

  Verfahren zur Herstellung von Warmwasser und Einrichtung zur Durchführung  dieses Verfahrens.    Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein  Verfahren zur Herstellung von Warmwasser       in    einem Warmwasserbehälter mittels eines  in der Wassermasse angeordneten, in einem       hermetisch    geschlossenen     Verdampfungs-    und  Kondensationssystem für ein     Wärmeübertra-          gungsmittel    eingeschalteten Kondensators,  in dessen oberem Teil kondensierender Dampf  dieses     Wärmeübertragungsmittels    in Gegen  wart eines nicht kondensierenden Gases ein  geführt wird.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren ist nun  dadurch gekennzeichnet, dass der Dampf dazu  gebracht wird, unter Verflüssigung bei an  genähert konstantem Druck sukzessive das  nicht kondensierende Gas an immer tiefer  gelegene Teile des Kondensators zu verdrän  gen und somit das umgebende Wasser auf  eine vorausbestimmte, von dem gewählten  Druck abhängige Temperatur unter dem  Kochpunkt des Wassers schichtweise zu er  wärmen.  



  Eine bevorzugte Einrichtung zur Durch  führung des erfindungsgemässen Verfahrens  unterscheidet sich dadurch von bekannten  Einrichtungen, dass ein     Verdampfungs-    und  Kondensationssystem ausser einem Wärme  übertragungsmittel noch ein unter den Be  triebsverhältnissen des Systems nicht konden  sierendes Hilfsgas enthält in einer derartigen    Menge und mit einem derartig gewählten  Druck, der im Betrieb annähernd     konstant     bleibt, dass die Kondensationsstelle des vom       Übertragungsmittel    gebildeten Dampfes von  oben nach unten durch eine von einer höher  gelegenen Stelle des Warmwasserbereiters zu  einer tiefer gelegenen Stelle desselben füh  rende Leitung verschoben wird, bei einer an  nähernd konstanten Kondensationstempera  tur unter dem Siedepunkt des Wassers.

    



  Das Verfahren gemäss vorliegender Erfin  dung soll unter Hinweis auf die beiliegende  Zeichnung beispielsweise beschrieben werden.  



  Die Zeichnung veranschaulicht schema  tisch ein Ausführungsbeispiel der Vorrich  tung gemäss der Erfindung, bei dem ein mit  Hilfsgas gefülltes     Verdampfungs-    und Kon  densationssystem als Wärmequelle einer       Warmwasseranlage    benutzt wird.  



  In der Vorrichtung, die in der Zeichnung  dargestellt ist, ist ein kleiner Kocher 2 unter  einem Hauptbehälter 1 für Warmwasser an  gebracht. Der Kocher kann mit Gas, Petro  leum, Öl oder ähnlichem oder elektrisch er  wärmt werden; aber aus praktischen Gründen  ist er im Ausführungsbeispiel mit einem Gas  brenner 3 betrieben, von welchem die warmen  Abgase erst nach unten und dann nach oben  rings um die untere Partie des Kochers in  ein Schornsteinrohr     3I1.    gelangen. Die Wärme-           zufuhr    kann     mittels        Therinostatvorrichtuug     4, 5 abgebrochen werden, entweder vollstän  dig bei elektrischem Betrieb oder in Fällen,  w o Gas oder Öl benutzt wird, teilweise derart,  dass nur noch eine Zündflamme brennt.

   Diese       Thermostatvorrichtung    wird durch Impulse  vom Behälter 1 in Tätigkeit gesetzt, wenn das  Wasser eine vorausbestimmte Temperatur er  reicht. Der Behälter 1 ist mit einer Zufuhr  leitung 1B, einer Ablaufleitung     1f1    und einer  Isolation 1C versehen. Wenn der Kocher 2  arbeitet, ist er teilweise mit einer verdamp  fenden Flüssigkeit 6, z. B. Wasser, gefüllt.

    Der Dampf strömt in ein Dampfrohr 7, das  zu dem obern Teil des Behälters 1 führt, wo  es an eine schraubenförmig     gewundene    Rohr  schlange 8 angeschlossen ist, deren     Windungen     liegend     angeordnet    sind     Lind    die innerhalb  des Behälters angeordnet ist und sich über  die ganze Länge des Behälters von oben nach       amten    erstreckt.

   Es soll ein Dampfraum über  der Flüssigkeit im Kocher 2 vorhanden     sein,          uun    zu verhindern, dass Wasser in die Rohr  schlange     gelangt.    Der untere Teil der  Schlange 8 ist am Boden des Behälters 1  durch eine Leitung 9 an einen Behälter 10  angeschlossen, der als     Gasabscheideraum,     Gasbehälter und luftgekühlter Kondensator  arbeitet und ausserhalb der Isolation des Be  hälters 1 angeordnet ist, so dass er sich über  dem Kocher und ausserdem fast ganz über  dem untersten Punkte der Schlange 8 befin  det.

   Der     luftgekühlte    Kondensator und der  Gasbehälter werden     normalerweise    von einem  und     demselben    Teil 10 gebildet, aber in ge  wissen Fällen kann eine     Aufteilung    des Be  hälters 10 geeignet sein, so dass Gas vorn  Kondensator in den Gasbehälter geführt       wird.        Kühlrippen    10A sind am Behälter 10  angebracht. Der untere Teil des Behälters 10  ist auch an den Kocher durch eine verhältnis  mässig enge Leitung 11 angeschlossen, die  einen     Flüssigkeitsverschluss        11f1    bildet.

   Diese  Leitung dient     als        Zurückleitung    für Konden  sat von der Schlange 8 bzw. dem Behälter  10 zum Kocher.  



  Der Kocher 2, das Dampfrohr 7, die       Schlange    8, die Leitung 9, der Behälter 10    und die Zurückleitung 11 bilden     zusammen     ein hermetisch geschlossenes     Verdampfungs-          und        Kondensationssystem.    Dieses System ar  beitet     geeigneterweise    mit Wasser als Wärme  übertragungsmittel. Als druckausgleichendes  Gas kann z. B. Stickstoff benutzt werden.

    Das     Verdampfungs-    und Kondensations  system wird erst vollständig geleert, und da  nach wird das System mit destilliertem       IATasser    gefüllt, wobei eine Menge, die     mir     teilweise den Kocher füllt, genügend ist, und  danach wird druckausgleichendes Gas bis zu  einem vorausbestimmten Druck in das System  durch ein Ventil 12 geführt.

   Durch die Wahl  von geeigneten Rauminhalten der verschie  denen Teile, die das     Verdampfungs-    und       Kondensationssystem    bilden, wie auch durch  Wahl von einem geeigneten Füllungsdruck  des druckausgleichenden Gases wird dieses  System dazu gebracht, auf eine besondere  Weise zu arbeiten, wobei Nachteile bereits be  kannter     Warmwassersysteme    beseitigt werden.  



  Wenn das     Verdampfungs-    und Kondensa  tionssystem bis     zu    einem Zehntel (0,1)  Atmosphäre Druck gefüllt ist und Wärme  dem Kocher zugeführt wird, wird das Wasser  zu kochen anfangen und Dampf bei einer  Temperatur von annähernd 46  C abgeben.  Der Dampf strömt aufwärts durch das  Dampfrohr und presst das druckausglei  chende Gas vor sich hin. Wenn     das    druck  ausgleichende Gas so weit weggeschoben ist,  dass der obere Teil der Schlange im Behälter  von dem druckausgleichenden Gas befreit ist,  ist der Druck des druckausgleichenden Gases  und infolgedessen der Druck im ganzen Sy  stem erhöht. Dieser erhöhte Druck bedeutet  einerseits, dass das Wasser im Kocher nun  bei einer etwas höheren Temperatur kocht,  als es am Anfang der Fall war.

   Diese Druck  erhöhung und infolgedessen auch die Tempe  raturerhöhung des Dampfes können im voraus  nach Wunsch bestimmt werden. Wenn wir       annehmen,    dass die Verhältnisse derart sind,  dass, wenn der obere Teil der Schlange 8 im  Behälter vom druckausgleichenden Gas be  freit ist, der Druck 0,11 Atmosphäre ist,     wird     dies einer Temperatur von annähernd     47,5     C      entsprechen. Der Dampf wird nun im obern  Teil der Schlange 8 kondensieren und er  wärmt dabei das Wasser im Behälter, das  diesen Teil der Schlange umgibt und das aus  der obern     -Wasserschicht    im Behälter besteht.

    Wenn die Temperatur dieses Wassers eine  Höhe von 47,5  C erreicht oder sich dieser  Temperatur nähert, ist der Wasserdampf im  vorgenannten Schlangenteil nicht mehr     kon-          densierbar,    sondern er beginnt das druck  ausgleichende Gas     vorwärtszutreiben    und es  aus dem nächsten Teil der Schlange wegzu  schieben. Kondensation findet dann statt in  dem nächsten Teil der Schlange, und die  Wasserschicht, die diesen Teil der Schlange  umgibt, wird erwärmt. Auf diese Weise setzt  sich die     Erwärmung    fort, gemäss dem, was  vorher beschrieben ist.

   Die Erwärmung des  Wassers schreitet auf diese Weise im Vorrats  behälter nach unten weiter, bis die ganze  Schlange von dem druckausgleichenden Gas,  das jetzt im Gasbehälter aufgesammelt ist:,  befreit wird. Es ist offenbar, dass bei     einem     Rauminhalt der Schlange derart, dass dieser  z. B. ein Viertel vom Rauminhalt des Gas  behälters ist, der endgültige Druck im System,  wenn die ganze Schlange vom druckausglei  chenden Gas befreit ist, z. B. ungefähr 0,132  Atmosphäre beträgt, welcher Druck an  nähernd einem Siedepunkt und einer Tempe  ratur von 51  C entspricht. Obwohl der Ver  lauf oben beschrieben worden ist, als ob er  stufenweise erfolgen sollte, wird derselbe in  Wirklichkeit einen kontinuierlichen Verlauf  haben.

   Das Wasser, das sich bei der Konden  sation bildet, strömt zum Kocher durch die  schon beschriebene Zurückleitung 9, 11. Am  Ende der Erwärmungsperiode ist der Tempe  raturunterschied zwischen der obern Wasser  schicht und der Bodenschicht nur 2 oder  3 Grad.  



  Aus der vorhergehenden Beschreibung  geht hervor, dass der eingangs erwähnte  Nachteil bei bereits bekannten Warmwasser  systemen beseitigt worden ist. Der Behälter  hat, wie die im allgemeinen benutzten Warm  wassersysteme, eine Ablaufleitung für Warm  wasser am obern Ende und eine     Zulassleitung       für kaltes Wasser am Boden. Wenn eine ver  hältnismässig kleine     MengeWarmwasser,    sagen  wir ein Viertel des ganzen Behälterinhaltes,  entfernt wird, nachdem die Erwärmungs  periode beendigt ist, bedeutet dies, dass das  Viertel des Behälters, das sich am Boden be  findet, mit kaltem Wasser gefüllt wird, wo  hingegen die übrigen drei Viertel des Be  hälters immer noch mit Warmwasser gefüllt.  sind.

   Der     Zufluss    des kalten Wassers am  Boden des Behälters führt eine Einschaltung  des Kochers und eine schwache Senkung des  Druckes im System herbei, und das druck  ausgleichende Gas gelangt in ungefähr die  gleiche Lage, die es einnahm, als nur drei  Viertel des Behälters, vom Oberteil des Be  hälters gerechnet, erwärmt waren, und die  Erwärmung des tiefer gelegenen Viertels des  Vorratsbehälters findet nun in der gleichen  Weise statt wie bereits beschrieben. Es ist  somit deutlich, dass nach Abzapfen jeder ge  wünschten Menge von Warmwasser aus dem  Behälter Wärme vom Kocher allein dem kal  ten Wasser automatisch zugeführt wird, das  am Boden des Behälters eingeströmt ist, wo  gegen der obern Schicht des Behälters keine  Wärme zugeführt wird. Das ist ein Vorteil,  den bereits bekannte Systeme nicht besitzen.  



  Früher ist bereits gesagt worden, wie man  durch Füllen des Systems mit druckausglei  chendem Gas bis zu einem Zehntel Atmosphäre  Druck im Behälter eine praktisch genommen  gleichmässige Temperatur von etwa 50  C er  reicht. Es ist ganz offenbar, dass, wenn der  Druck der Anfangsfüllung höher als 0,1  Atmosphäre ist, die im Vorratsbehälter er  reichte Temperatur höher werden würde. Das  System kann darum durch entsprechende  Wahl des Füllungsdruckes so ausgeführt wer  den, dass die Temperatur im Vorratsbehälter  zu jeder gewünschten Höhe steigt. Der Druck  kann sogar mehr     als    eine Atmosphäre sein.  So kann z.

   B. zur Erwärmung von Flüssig  keit über 100  C Wasser und     druckausglei-          chendes    Gas bei einem Druck     äber    Atmo  sphärendruck in geschlossenem System be  nutzt werden. Wenn die gewünschte Tempe  ratur im Vorratsbehälter 1 erreicht ist, soll      der Thermostat die Wärmezufuhr abbrechen.  Der     Thermostatteil    4, der die Impulse emp  fängt, soll am Boden des Behälters ange  bracht sein, damit die     Wärmezufuhr    unmit  telbar einsetzt, sobald Wasser entfernt wird.

         Wenn    der Thermostat dagegen aus irgend  einem Grunde nicht in der Lage ist, aus  schalten     zu    können, wird noch weiterhin dem  Behälter 1 Wärme zugeführt, was aber eine  unmittelbare     Erhöhung    des Druckes bedeu  tet, und     folglich        wird    das druckausgleichende  Gas zusätzlich komprimiert. Da das druck  ausgleichende Gas nun von der Schlange 8  in den Vorratsbehälter gedrückt ist, bedeu  tet der erhöhte Druck, dass das druck  ausgleichende Gas nun in dem Gasbehälter 10  komprimiert wird, wobei dessen Bodenteil  von druckausgleichendem Gas befreit ist.

   In  folgedessen wird Dampf in den Gasbehälter       hineinströmen    und an     seinem    Bodenteil kon  densieren. Eine solche Kondensation wird  sofort stattfinden, da der Gasbehälter ausser  halb der Isolation des Warmwasserbehälters  angebracht ist, wo er als ein luftgekühlter  Kondensator arbeitet.

   Weil hierbei der Druck  im System steigt, wird das     druckausglei-          ehende    Gas im Gasbehälter mehr und mehr       komprimiert    werden, und folglich wird eine  immer grössere Kondensationsfläche für den  Dampf im Gasbehälter freigemacht werden,  und eventuell wird ein Stadium erreicht, bei  dem die ganze Dampfmenge, die vom Kocher       zugeführt    ist, in den Behälter hereinströmen  wird, wo er kondensieren wird und das Kon  densat durch die Zurückleitung     zum    Kocher  zurückströmt. Ein Druck im System von z. B.

    einer halben (0,5) Atmosphäre entspricht  einer Temperatur von     ungefähr    81  C,     und    es  besteht keine     Schwierigkeit,    den Gasbehälter  mit einer genügend grossen Fläche zu ver  sehen, z. B. indem man ihn mit Rippen     10A     versieht, wie veranschaulicht,     damit    die ganze  Dampfmenge im Gasbehälter kondensiert     und     alle     Kondensationswärme    ohne weitere Er  höhung des Druckes entfernt werden kann.

    Es ist darum offenbar, dass durch geeignete  Bemessung des Gasbehälters dieser Teil des  Apparates so gemacht werden     kann,    dass er    das     Warmwassersystem    insofern schützt, als  seine Temperatur niemals z. B. 81  C über  steigen kann. Sobald die Wärmezufuhr abge  sperrt ist, wird kein Dampf im Kocher mehr  gebildet, und folglich hat der Umlauf im       Verdampfungs-    und Kondensationssystem  sich vermindert. Da das Warmwasser im Be  hälter mit den erwähnten Flächen, die ausser  halb des Behälters angeordnet sind, nicht in  Verbindung steht, gibt es keine Möglichkeit  zur     I3erabkühlung    des Wassers im Behälter  durch Umlauf dieses Wassers.  



  Einer der grössten Nachteile bekannter       Warmwassersysteme    ist, dass     Abseheidungen     von     Kalk    an den     Erwärmungsflächen    statt  finden. Bei der erläuterten Vorrichtung sind  die Erwärmungsflächen, das heisst die beheiz  ten Flächen des Kochers,     nur        mit    der ver  dampfenden Flüssigkeit in     Berührung,    die  vorzugsweise aus     destilliertem    Wasser besteht,  und dieses Wasser     zirkuliert,    in Form von  ausgehendem, gesättigtem Dampf und ein  strömendem kondensiertem Wasser, solange  das System arbeitet,

   und folglich können  keine     Kalkfällungen    an den Erwärmungs  flächen im Kocher entstehen. Die Gefahr der       Kalkfälhmg    an der Schlange im Behälter ist  nicht annähernd so gross wie an unmittelbar  erwärmten Flächen, besonders, da bei einem  für Haushaltsgebrauch gebauten System die  Temperatur     im    Behälter nicht auf Höhen ge  bracht zu werden braucht, wo die Gefahr  einer Fällung gross ist. Da der Kocher eine  relativ kleine Menge von     Verdampfungsmit-          tel    enthält, erreicht er sehr bald     eine    Tempe  ratur, die über dem Kondensationspunkt der  Schornsteingase liegt.

   In gewissen Fällen  kann der Behälter 10 innerhalb des Behäl  ters 1 angebracht werden, wie in der Figur       mit        punktierten    Linien angedeutet ist, aber  er würde dann nicht lange als Kondensator  funktionieren, und es würde notwendig sein,  sich darauf zu verlassen, dass der Thermostat  die     Wärmezufuhr    bei der richtigen Tempera  tur absperrt. Die Konstruktion würde gewisse  Vorteile mit Rücksicht     auf    die Kostenfrage  haben.

        Die Wasserfläche im     Wasserschloss        11r1.     wird höher stehen in dem äussern Schenkel  als in dem Schenkel, der dem Kocher zu  geordnet ist, da der Druck am Ablaufende  der Schlange 8 etwas geringer als am Zu  fuhrende ist, abhängig vom Reibungswider  stand gegen die Strömung des Dampfes.  



  Die Erfindung ist nicht auf die dargestell  ten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern  lässt sich auf vielfache Weise im Rahmen des  der Erfindung zugrunde liegenden     Hin.          dungsgedankens    verändern.



  Process for producing hot water and equipment for carrying out this process. The subject of the present invention is a method for the production of hot water in a hot water tank by means of a condenser arranged in the water mass, switched on in a hermetically closed evaporation and condensation system for a heat transfer medium, in the upper part of which condensing vapor of this heat transfer medium in the presence of a non-condensing one Gas is introduced.



  The method according to the invention is now characterized in that the steam is caused to liquefy and displace the non-condensing gas successively to lower and lower parts of the condenser and thus to displace the surrounding water to a predetermined pressure of the selected pressure depending on the temperature below the boiling point of the water to warm it in layers.



  A preferred device for carrying out the method according to the invention differs from known devices in that an evaporation and condensation system, in addition to a heat transfer medium, also contains an auxiliary gas which does not condense under the operating conditions of the system in such an amount and at a pressure selected in this way, which remains almost constant during operation, that the condensation point of the steam formed by the transfer medium is shifted from top to bottom through a line leading from a higher point of the water heater to a lower point of the same, at an approximately constant condensation temperature below the boiling point of the water.

    



  The method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawing, for example.



  The drawing illustrates schematically an embodiment of the Vorrich device according to the invention, in which an evaporation and condensation system filled with auxiliary gas is used as a heat source of a hot water system.



  In the device shown in the drawing, a small cooker 2 is placed under a main tank 1 for hot water. The stove can be heated with gas, petroleum, oil or the like or electrically; but for practical reasons it is operated in the embodiment with a gas burner 3, from which the warm exhaust gases first down and then up around the lower part of the stove in a chimney pipe 3I1. reach. The heat supply can be interrupted by means of the thermostat device 4, 5, either completely in the case of electrical operation or, in cases where gas or oil is used, partially in such a way that only a pilot flame is burning.

   This thermostat device is activated by pulses from the container 1 when the water reaches a predetermined temperature. The container 1 is provided with a supply line 1B, a drain line 1f1 and an insulation 1C. When the cooker 2 works, it is partially with a vaporizing liquid 6, e.g. B. water filled.

    The steam flows into a steam pipe 7, which leads to the upper part of the container 1, where it is connected to a helically wound pipe coil 8, the turns of which are arranged horizontally and which is arranged inside the container and extends over the entire length of the container extends from top to office.

   There should be a vapor space above the liquid in the cooker 2 in order to prevent water from getting into the pipe. The lower part of the coil 8 is connected at the bottom of the container 1 by a line 9 to a container 10, which works as a gas separation room, gas container and air-cooled condenser and is arranged outside the insulation of the loading container 1 so that it is above the cooker and in addition, it is almost entirely above the lowest point of snake 8.

   The air-cooled condenser and the gas container are normally formed by one and the same part 10, but in certain cases a division of the container 10 may be suitable, so that gas from the condenser is fed into the gas container. Cooling fins 10A are attached to the container 10. The lower part of the container 10 is also connected to the digester by a relatively moderately narrow line 11 which forms a liquid seal 11f1.

   This line serves as a return line for Konden sat from the snake 8 or the container 10 to the cooker.



  The cooker 2, the steam pipe 7, the coil 8, the line 9, the container 10 and the return line 11 together form a hermetically sealed evaporation and condensation system. This system works suitably with water as the heat transfer medium. As a pressure equalizing gas, for. B. nitrogen can be used.

    The evaporation and condensation system is first completely emptied, and then the system is filled with distilled IA water, an amount that partially fills the cooker is sufficient, and then pressure-equalizing gas is passed into the system up to a predetermined pressure a valve 12 out.

   By choosing the appropriate volume of the various parts that make up the evaporation and condensation system, as well as by choosing a suitable filling pressure of the pressure equalizing gas, this system is made to work in a special way, with the disadvantages of already known hot water systems being eliminated will.



  When the evaporation and condensation system is filled to one tenth (0.1) atmosphere pressure and heat is added to the cooker, the water will begin to boil and give off steam at a temperature of approximately 46C. The steam flows upwards through the steam pipe and presses the pressure-equalizing gas in front of it. When the pressure equalizing gas is pushed so far that the upper part of the coil in the container is freed from the pressure equalizing gas, the pressure of the pressure equalizing gas and consequently the pressure in the whole system is increased. On the one hand, this increased pressure means that the water in the cooker is now boiling at a slightly higher temperature than it was at the beginning.

   This increase in pressure and consequently the temperature increase in the steam can be determined in advance as desired. If we assume that the situation is such that when the upper part of the coil 8 in the container is clear of the pressure equalizing gas, the pressure is 0.11 atmosphere, this will correspond to a temperature of approximately 47.5 C. The steam will now condense in the upper part of the snake 8 and it warms the water in the container which surrounds this part of the snake and which consists of the upper layer of water in the container.

    When the temperature of this water reaches a height of 47.5 C or approaches this temperature, the water vapor is no longer condensable in the aforementioned snake part, but begins to drive the pressure-equalizing gas forward and push it away from the next part of the snake. Condensation then takes place in the next part of the snake, and the layer of water surrounding that part of the snake is heated. In this way, the heating continues, according to what was previously described.

   The heating of the water continues in this way in the storage container downwards until the whole line is freed from the pressure equalizing gas that is now collected in the gas container. It is evident that with a volume of the queue such that this z. B. is a quarter of the volume of the gas container, the final pressure in the system when the whole line is released from the pressure equalizing gas, z. B. is about 0.132 atmosphere, which pressure at approximately a boiling point and a temperature of 51 C corresponds. Although the course has been described above as if it should be gradual, in reality it will be continuous.

   The water that forms during condensation flows to the cooker through the return line 9, 11 already described. At the end of the warming period, the temperature difference between the top water layer and the bottom layer is only 2 or 3 degrees.



  From the preceding description it can be seen that the aforementioned disadvantage has been eliminated in the case of already known hot water systems. The tank has, like the generally used hot water systems, a drain line for hot water at the top and an admission line for cold water at the bottom. If a relatively small amount of hot water, say a quarter of the entire contents of the tank, is removed after the warming period has ended, this means that the quarter of the tank that is at the bottom is filled with cold water, whereas the the remaining three quarters of the container is still filled with hot water. are.

   The inflow of cold water at the bottom of the tank causes the cooker to start and a slight decrease in pressure in the system, and the pressure equalizing gas ends up in roughly the same position as it occupied, as only three quarters of the tank, from the top of the Be container calculated, were heated, and the heating of the lower-lying quarter of the storage container now takes place in the same way as already described. It is thus clear that after drawing off any desired amount of hot water from the container, heat from the cooker is automatically supplied to the cold water that has flowed in at the bottom of the container, where no heat is supplied against the top layer of the container. This is an advantage that already known systems do not have.



  It has already been said earlier how, by filling the system with pressure-equalizing gas up to a tenth of an atmosphere pressure in the container, a practically uniform temperature of about 50 C is achieved. It is quite evident that if the pressure of the initial filling is higher than 0.1 atmosphere, the temperature reached in the reservoir would be higher. The system can therefore be designed by choosing the appropriate filling pressure so that the temperature in the storage container rises to any desired level. The pressure can even be more than one atmosphere. So z.

   For example, water and pressure-equalizing gas can be used to heat liquids above 100 C at a pressure above atmospheric pressure in a closed system. When the desired tempe temperature is reached in the reservoir 1, the thermostat should stop the supply of heat. The thermostat part 4, which catches the pulses emp, should be placed at the bottom of the container so that the heat supply starts immediately as soon as water is removed.

         If, however, the thermostat is not able to switch off for any reason, heat is still supplied to the container 1, but this means an immediate increase in pressure, and consequently the pressure-equalizing gas is additionally compressed. Since the pressure-equalizing gas is now pressed by the coil 8 into the reservoir, the increased pressure means that the pressure-equalizing gas is now compressed in the gas container 10, the bottom part of which is freed from pressure-equalizing gas.

   As a result, steam will flow into the gas container and condense at its bottom part. Such condensation will take place immediately since the gas container is attached outside the insulation of the hot water tank where it works as an air-cooled condenser.

   Because the pressure in the system rises, the pressure-equalizing gas in the gas container will be more and more compressed, and consequently an ever larger condensation surface will be freed up for the steam in the gas container, and eventually a stage will be reached in which the entire amount of steam which is fed from the digester will flow into the container where it will condense and the condensate flows back through the return line to the digester. A pressure in the system of e.g. B.

    half (0.5) atmosphere corresponds to a temperature of about 81 C, and there is no difficulty in seeing the gas container with a sufficiently large area, e.g. B. by providing it with ribs 10A, as illustrated, so that the entire amount of steam condenses in the gas container and all heat of condensation can be removed without further increasing the pressure.

    It is therefore evident that by appropriately dimensioning the gas container, this part of the apparatus can be made so that it protects the hot water system insofar as its temperature is never e.g. B. 81 C over can rise. As soon as the heat supply is shut off, no more steam is formed in the cooker, and consequently the circulation in the evaporation and condensation system has decreased. Since the hot water in the container is not in contact with the surfaces mentioned, which are arranged outside the half of the container, there is no possibility of cooling the water in the container by circulating this water.



  One of the greatest disadvantages of known hot water systems is that limescale deposits take place on the heating surfaces. In the device explained, the heating surfaces, that is to say the heated surfaces of the cooker, are only in contact with the vaporizing liquid, which preferably consists of distilled water, and this water circulates in the form of outgoing, saturated steam and flowing condensed water as long as the system works

   and consequently no limescale deposits can occur on the heating surfaces in the cooker. The risk of lime deposit on the line in the container is not nearly as great as on directly heated surfaces, especially since in a system built for household use, the temperature in the container does not need to be brought to heights where the risk of precipitation is high. Since the stove contains a relatively small amount of evaporation agent, it will very soon reach a temperature which is above the condensation point of the chimney gases.

   In certain cases the container 10 can be placed inside the Behäl age 1, as indicated in the figure with dotted lines, but it would then not function long as a condenser and it would be necessary to rely on the thermostat that the Shuts off heat supply at the correct temperature. The construction would have certain advantages in terms of cost.

        The water surface in the moated castle 11r1. will stand higher in the outer leg than in the leg that is assigned to the cooker, because the pressure at the end of the snake 8 is slightly lower than at the end, depending on the frictional resistance was against the flow of steam.



  The invention is not limited to the dargestell th exemplary embodiments, but can be used in many ways within the scope of the invention underlying. change thinking.

 

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Herstellung von Warm wasser in einem Warmwasserbehälter mittel eines in der Wassermasse angeordneten, in einem hermetisch geschlossenenVerdampfungs- und Kondensationssystem für ein Wärme- übertragungsmittel eingeschalteten Kondensa- tors, in dessen oberem Teil kondensierender Dampf dieses Wärmeübertragungsmittels in Gegenwart eines nicht kondensierenden Gases eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampf dazu gebracht wird, PATENT CLAIMS: I. A process for the production of hot water in a hot water tank by means of a condenser arranged in the water mass and switched on in a hermetically closed evaporation and condensation system for a heat transfer medium, in the upper part of which condensing steam of this heat transfer medium in the presence of a non-condensing one Gas is introduced, characterized in that the steam is caused to unter Verflüs sigung bei annähernd konstantem Druck suk zessive das nicht kondensierende Gas an immer tiefer gelegene Teile des Kondensators zu verdrängen und somit das umgebende Wasser auf eine vorausbestimmte, von dem gewählten Druck abhängige Temperatur unter dem Kochpunkt des Wassers schichtenweise zu erwärmen. to displace the non-condensing gas to ever deeper parts of the condenser and thus to heat the surrounding water in layers to a predetermined temperature, depending on the selected pressure, below the boiling point of the water under liquefaction at approximately constant pressure. II. Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verdampfungs- und Kondensationssystem ausser einem Wärme übertragungsmittel noch ein unter den Be triebsverhältnissen des Systems nicht kon densierendes Hilfsgas enthält in einer der artigen Menge und mit einem derartig ge wählten Druck, der im Betrieb annähernd konstant bleibt, dass die Kondensationsstelle des vom Übertragungsmittel gebildeten Dampfes von oben nach unten durch eine von einer höher gelegenen Stelle des Warm wasserbereiters zu einer tiefer gelegenen Stelle desselben führende Leitung verschoben wird, bei einer annähernd konstanten Kon densationstemperatur unter dem Siedepunkt des Wassers. II. Device for performing the method according to claim I, characterized in that an evaporation and condensation system, in addition to a heat transfer medium, also contains an auxiliary gas which does not condense under the operating conditions of the system in such an amount and at a pressure selected in this way, which remains almost constant during operation, that the condensation point of the vapor formed by the transfer medium is shifted from top to bottom through a line leading from a higher point of the water heater to a lower point of the same, at an approximately constant condensation temperature below the boiling point of the Water. UNTERANSPRUCH: Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass für die sukzessive Verschiebung der Wärmezufuhrstelle von Schicht zu Schicht der Wassermasse die all mähliche Fortschreitung von kondensieren dem Dampf in schraubenlinienförmigen, liegend angeordneten Windungen einer Lei tung gegen einen angenähert konstanten C las- druck ausgenutzt wird. SUBCLAIM: The method according to claim I, characterized in that the gradual progression of condensing the steam in helical, horizontally arranged windings of a line against an approximately constant gas pressure is used for the successive displacement of the heat supply point from layer to layer of the water mass becomes.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108302759A (en) * 2017-12-19 2018-07-20 无锡其宏包装材料厂 A kind of steam heating water tank

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