Warmwasserbereiter
Die Erfindung betrifft einen Warmwasserbereiter, insbesondere für elektrische Heizung mit einem Vorratstank für umlaufendes Wasser, in welchem Tank Heizkörper sowie ein Wärmeaustaucher und ein Behälter für aufzuwärmendes Leitungswasser vorhanden sind. Die Erfindung betrifft somit einen Warmwasserbereitet, der erstens umlaufendes warmes Wasser lies fert und speichert und zweitens mittels eines Wärmeausr tauschers warmes Bedarfswasser, d. h. warmes Leitungswasser, liefert.
Derartige Warmwasserbereiter sind grundsätzlich bekannt und bestehen im wesentlichen aus einem zur Aufnahme des umlaufenden warmen Wassers be stimmten Tank, in dessen Innerem ein Wärmeaustauscher und ein Behälter für das warme Leitungswasser untergebracht sind.
Der vorgeschlagene Warmwasserbereiter ist nun nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeaustauscher ein in dem unteren Bereich des Tanks befindlicher Rohr-Austaucher mit einer grossen Wärmeaustauschfläche ist und dass der genannte Austauscher in seinem oberen Abschnitt in Verbindung mit dem Behälter für warmes Leitungswasser steht, wobei Mittel vorgesehen sind, um durch Umlauf des Wassers die Temperatur im Tank gleichmässig zu halten.
Auf diese Weise kann einer an den Heizkörpern auitr tenden Dampfbildung, die von den bekannten Kavitationserscheinungen begleitet ist, vorgebeugt werden.
Diese und weitere Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispieien mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung besser ersicht- lich. Es zeigt:
Fig. 1 einen Warmwasserbereiter in einem vertikalen, rechtwikklig zu demjenigen in Fig. 2 gelegten Schnitt, wobei die Fig. 2 teilweise eine vertikale Seitenansicht des Warmwasserbereiters zeigt.
Der Warntwasserbereiter nach den Figuren besitzt einen zur Aufbewahrung von Wasser bestimmten und im Inneren eines abgedichteten wärmeisolierenden Gehäuses 2 angeordneten Tank 1, wobei das Gehäuse 2 seinerseits aus vier Seitenwänden 3, 4, 5 und 6 sowie aus einem Oberteil 7 und einem Unterteil 8 bes steht. Innerhalb des Behälters ist ein für Leitungswasser bestimmtr Behälter 9 und darunter ein Wärmeaustauscher 10 angeordnet, der ein Bündel von Wärmeaustausch-Rohren aufweist, dessen äussere Seiten dem Wasser im Tank ausgesetzt ist und der Durchgänge für das zu erwärmende Leitungswasser aufweist.
Diese Durchgänge erstrecken sich von einem Verteiler 11 und stehen mit dem Behälter 9 bei dem Oberteil in Verbindung.Das Unterteil des Verteilers 11 ist mittels eines Anschlussstückes 13 an einen Eirdass 12 für kaltes Leitungswasser angeschlossen. Zur Entnahme von erwärmtem Leitungswasser besitzt der Behälter 9 bei dem Oberteil ein mit einem Anschlusstück 15 versehenes Abflussrohr 14.
Vier Heizkörper 16, die in Fig. 2 mit 161, 162, 163 und 164 bezeichnet sind, sind zur Erwärmung des Wassers im Tank 1 vorgesehen. Die genannten Heizkörper sind im unteren Teil des Tanks angeordnet und bilden mit einem Thermostatregler vorzugsweise eine Einheit, damit sie stufenweise nach Massgabe der erwünschten Erwärmung und der Temperatur des Tanks ein- und ausgeschaltet werden können, z. B. stufenweise in einem Temperaturbereich von 70" bis 850 C.
Der Tank weist bei dem Oberteil eine zum Anschluss einer Ausgleichsleitung bestimmte Muffe 17 auf. Der Warmwasserbereiter ist mit einer Umlaufpumpe 18 ausgerüstet, welche auf dem Oberteil des Warmwasser hereiters, wo eine Rückleitung in letzteren mündet, angeordnet ist. Vom Ausgang der Pumpe erstreckt sich ein Abflussrohr 19, und zwar direkt nach unten durch den Tank bis zum Unterteil 8. Beim Oberteil ist das Abflussrohr 19 mit einem Injektoreinlass 20 versehen, durch welchen das sich in der oberen Partie des Tanks befindende Wasser in das Abflussrohr 19 gezogen wird. Dies hat ein wirkungsvolles Aufrühren des Wassers im Tank zur Folge und dadurch auch einen Ausgleich der Temperatur.
Der Warmwasserbereiter arbeitet wie folgt: Das Wasser im Tank wird in der Umgebung der Heizkörper erwärmt. Das wärmere Wasser steigt und berührt die Rohre des Wärmeaustauschers 10. Zweckmässiger- weise ist der Wärmeaustauscher wie in der Zeichnung dargestellt ausgeführt, und zwar derart, dass seine Rohre zu einem Ring rund um einen mittigen Durchgang herum angeordnet sind, durch welchen das erwärmte umlaufende Wasser vom Unterteil aufwärts und heraus durch die Spalte zwischen den Rohren fliessen kann. Der thermische Kreislauf wird mit der Pumpe 18 sowie dem Injektor beschleunigt, was eine Umwälzung des Wassers im Tank bewirkt. Dies vermindert die Gefahr einer Dampfbildung an den Heizkörpern 16.
Andernfalls könnten an der Oberfläche der elektrischen Heizkörper Dampfblasen entstehen, mit der Folge, dass der entstandene Dampf bei der Kondensation zu Kavitation und mithin zu Störungen führt.
Dank dem breiten Wärmeaustausch-Raum im Wärmeaustauscher 10 wird das Leitungswasser gleichmässig auf praktisch die Temperatur des Umlaufwassers im Tank erwärmt. Nach einer Entnahme von warmem Leitungswasser durch den Abfluss 14, 15 fliesst kaltes Leitungswasser durch den Wärmeaustauscher 10 vom Unterteii aufwärts und wird vom Wasser im Tank praktisch auf dieselbe Temperatur erwärmt, bevor es den Behälter 9 erreicht. Da der letztere in der Wärmeverbindung mit dem Tank steht, wird das Leitungswasser durch die Wände des Behälters 9 zusätzlich noch erwärmt.
Das im Tank 1 umlaufende, zur Erwärmung von Radiatoren bestimmte Wasser wird auf bekannte Weise abgeführt, verteilt und zurückgeführt. Der Stromkreis der Pumpe 18 kann vom Stromkreis 21-22 getrennt oder mit diesem zusammengebaut sein.
Ebenso können anstatt der Umlaufpumpe 18 zur Aufrührung des Wassers und Ausgleichung des Temperatur im Inneren des Tanks Rührwerke irgendeiner aneren Art, z. B. Propeller, Verwendung finden. Obwohl die Erfindung besonders für elektrische Heizkörper geeignet ist, ist es möglich, diese Heizkörper durch Heizelements irgendeiner anderen Art zu ersetzen, z.B.
durch Rohre, die durch warme Abgase geheizt werden.
Der Warmwasserbereiter kann auch zylinderförmig mit einer stehenden Achse ausgeführt werden, statt der in den Figuren dargestellten Kastenfonn. In der erstge- nannten Ausführungsform ist der Behälter zweckmässigerweise ebenfalls als stehender Zylinder ausgeführt.
Aus den Herstellungsgründen ist es zweckmässig, gerade Rohre bei dem Wärmeaustauscher 10 zu verwenden, aber man kann auch die Rohre mit anderer Gestalt und anderer Ausführung für die wärmeaustauschenden Oberflächen verwenden, wie z. B. spiralförmige Rohre.
Water heater
The invention relates to a water heater, in particular for electrical heating, with a storage tank for circulating water, in which tank there are heating elements as well as a heat exchanger and a container for tap water to be heated. The invention thus relates to a hot water preparation, which firstly reads circulating warm water and stores and secondly by means of a Wärmeausr exchanger hot water on demand, d. H. hot tap water, supplies.
Such water heaters are known in principle and consist essentially of a tank for receiving the circulating warm water be certain, in the interior of which a heat exchanger and a container for the warm tap water are housed.
The proposed water heater is now characterized according to the invention in that the heat exchanger is a tube exchanger located in the lower region of the tank with a large heat exchange surface and that said exchanger is in its upper section in connection with the container for warm tap water, wherein Means are provided to keep the temperature in the tank constant by circulating the water.
In this way, the formation of steam on the radiators, which is accompanied by the well-known cavitation phenomena, can be prevented.
These and other advantages of the invention will become better apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. It shows:
FIG. 1 shows a water heater in a vertical section at right angles to that laid in FIG. 2, FIG. 2 partially showing a vertical side view of the water heater.
The warning water heater according to the figures has a specific for storing water and arranged inside a sealed heat-insulating housing 2 tank 1, the housing 2 in turn consists of four side walls 3, 4, 5 and 6 and an upper part 7 and a lower part 8 bes . Inside the container there is a container 9 intended for tap water and below it a heat exchanger 10 which has a bundle of heat exchange tubes, the outer sides of which are exposed to the water in the tank and which has passages for the tap water to be heated.
These passages extend from a distributor 11 and are in communication with the container 9 at the upper part. The lower part of the distributor 11 is connected by means of a connection piece 13 to an Eirdass 12 for cold tap water. For the removal of heated tap water, the container 9 has a drain pipe 14 provided with a connection piece 15 in the upper part.
Four heating elements 16, which are designated in FIG. 2 by 161, 162, 163 and 164, are provided for heating the water in the tank 1. Said radiators are arranged in the lower part of the tank and preferably form a unit with a thermostat controller so that they can be switched on and off gradually according to the desired heating and the temperature of the tank, e.g. B. gradually in a temperature range from 70 "to 850 C.
In the case of the upper part, the tank has a sleeve 17 intended for connecting a compensating line. The water heater is equipped with a circulation pump 18, which is arranged on the upper part of the hot water where a return line opens into the latter. A drainage pipe 19 extends from the outlet of the pump, directly down through the tank to the lower part 8. In the upper part, the drainage pipe 19 is provided with an injector inlet 20 through which the water in the upper part of the tank enters the drainage pipe 19 is pulled. This results in an effective agitation of the water in the tank and thus also a compensation of the temperature.
The water heater works as follows: The water in the tank is heated in the vicinity of the radiators. The warmer water rises and touches the tubes of the heat exchanger 10. The heat exchanger is expediently designed as shown in the drawing, namely in such a way that its tubes are arranged in a ring around a central passage through which the heated circulating water can flow from the lower part up and out through the gap between the pipes. The thermal cycle is accelerated by the pump 18 and the injector, which causes the water to circulate in the tank. This reduces the risk of steam formation on the heating elements 16.
Otherwise, vapor bubbles could form on the surface of the electrical heating element, with the result that the vapor produced during condensation leads to cavitation and thus to malfunctions.
Thanks to the wide heat exchange space in the heat exchanger 10, the tap water is heated evenly to practically the temperature of the circulating water in the tank. After warm tap water has been withdrawn through the drain 14, 15, cold tap water flows up through the heat exchanger 10 from the base and is heated to practically the same temperature by the water in the tank before it reaches the container 9. Since the latter is in thermal communication with the tank, the tap water is additionally heated through the walls of the container 9.
The water circulating in the tank 1 and intended for heating radiators is removed, distributed and returned in a known manner. The circuit of the pump 18 can be separate from the circuit 21-22 or assembled with this.
Likewise, instead of the circulating pump 18 for agitating the water and equalizing the temperature inside the tank, agitators of any other type, e.g. B. Propeller, use. Although the invention is particularly suitable for electric radiators, it is possible to replace these radiators with heating elements of some other type, e.g.
through pipes that are heated by warm exhaust gases.
The water heater can also have a cylindrical shape with a standing axis instead of the box shape shown in the figures. In the first-mentioned embodiment, the container is also expediently designed as a standing cylinder.
For manufacturing reasons, it is practical to use straight tubes in the heat exchanger 10, but you can also use the tubes with a different shape and different design for the heat-exchanging surfaces, such as. B. spiral tubes.