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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
Erfindung betrifft einen Warmwasserbereiter zum Zubereiten von heißem Wasser
durch die Erzeugung von Verbrennungsgas mit einem Brenner und zum
Wiedergewinnen von Wärme
aus dem Verbrennungsgas mit einem Wärmetauscher.
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STAND DER
TECHNIK
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Einige
Warmwasserbereiter weisen einen sekundären Wärmetauscher, um latente Wärme wiederzugewinnen,
zusätzlich
zu einem primären
Wärmetauscher
auf, um fühlbare
Wärme wiederzugewinnen,
vgl. beispielsweise die Patentdokumente Nr. 1 bis Nr. 4. Mit einem
derartigen Aufbau kann die Wärmetauschereffizienz
gesteigert werden im Vergleich mit einem Aufbau, der so konzipiert
ist, daß lediglich fühlbare Wärme aus
dem Verbrennungsgas wiedergewonnen wird.
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Wenn
jedoch latente Wärme
aus dem Verbrennungsgas wiedergewonnen wird, so kondensiert der
in dem Verbrennungsgas enthaltene Wasserdampf und bildet Kondenswasser.
Im allgemeinen ist im Kondenswasser Schwefeloxid, Stickstoffoxid
usw. enthalten, so daß das
Verbrennungsgas einen starken Säuregehalt
mit einem pH-Wert von 3 besitzt.
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Bei
dem oben angegebenen Warmwasserbereiter kann der sekundäre Wärmetauscher
beispielsweise aus einem säurebeständigen rostfreien Stahl
hergestellt sein, damit er wegen des stark sauren Kondenswassers
nicht korrodiert. Andererseits besteht der primäre Wärmetauscher im allgemeinen aus
Kupfer, um die Herstellungskosten für die Gesamtheit der Wärmetauscher
zu reduzieren. Da derartige primäre
Wärmetauscher
nicht säurebeständig sind,
muß der
primäre
Wärmetauscher
so konzipiert sein, daß bei
der Wärmerückgewinnung
kein stark saures Kondenswasser gebildet wird.
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Der
sekundäre
Wärmetauscher
unterliegt jedoch nicht derartigen Einschränkungen bei der Konzeption.
Um daher die Wärmetauschereffizienz
beim Warmwasserbereiter zu steigern, ist es erwünscht, das Ausmaß der Wärmewiedergewinnung
durch den sekundären
Wärmetauscher
so groß wie
möglich
zu machen. Herkömmlicherweise
werden daher für
den sekundären
Wärmetauscher
Wasserrohre verwendet, deren Durchmesser kleiner sind als die beim
primären
Wärmetauscher,
und zwar als Maßnahme,
um das Ausmaß der
Rückgewinnung
von latenter Wärme
zu steigern.
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Die
vorstehend beschriebenen herkömmlichen
Bauformen besitzen jedoch die nachstehend angegebenen Nachteile.
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Erstens,
wenn der Betrieb des Warmwasserbereiters im Winter unterbrochen
wird, ist es wünschenswert,
zu verhindern, daß der
Innenraum der Wasserrohre des Warmwasserbereiters einfriert. Um dieses
Einfrieren ohne die Verwendung eines Frostschutzmittels zu verhindern,
ist es erforderlich, das Wasser aus dem Wasserrohr abzulassen, nachdem die
Wasserzufuhr zu dem Wasserrohr unterbrochen worden ist. Ein derartiges
Ablassen von Wasser kann manchmal auch zu Wartungszwecken des Warmwasserbereiters
erforderlich sein.
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Da
die Wasserrohre des primären
Wärmetauschers
einen relativ großen
Durchmesser haben, kann das Wasser in den Wasserrohren gleichmäßig nach
außen
abgelassen werden. Wie bereits angegeben, sind jedoch die Durchmesser
der Wasserrohre in dem sekundären
Wärmetauscher
relativ klein. Wegen der Oberflächenspannung
von Wasser, das in den Wasserrohren enthalten ist, kann daher das Wasser
in den Wasserrohren nicht ohne weiters und gleichmäßig nach
außen
abgelassen werden. Infolgedessen bleibt Wasser in den Wasserrohren
zurück und
gefriert.
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Zweitens,
wenn Kondenswasser an einem großen
Bereich der Oberfläche
von Wasserrohren des sekundären
Wärmetauschers
haften bleibt, so wird der Wärmeaustausch
zwischen den Wasserrohren und dem Verbrennungsgas durch das Kondenswasser
behindert, so daß die
Wärmeaustauscheffizienz
verschlechtert wird.
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Wenn
andererseits viel Kondenswasser von den Wasserrohren des sekundären Wärmetauschers heruntertropft,
so wird der primäre
Wärmetauscher kontaminiert
und korrodiert wegen des Kondenswassers, das von dem sekundären Wärmetauscher
heruntertropft in einem Falle, in welchem der primäre Wärmetauscher
direkt unterhalb von dem sekundären
Wärmetauscher
angeordnet ist.
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Das
Patentdokument Nr. 5 gibt eine Konstruktion an, bei der das Wasserrohr
des sekundären Wärmetauschers
geneigt ist, so daß Kondenswasser,
welches an der Oberfläche
des Wasserrohres gebildet wird, zu dem unteren Ende des Wasserrohres
strömt
und auch beim Strömen
verdampft wird. Da jedoch der Betrieb des Warmwasserbereiters nicht
konstant ist, kann viel Kondenswasser an der Oberfläche des
Wasserrohres des sekundären
Wärmetauschers
gebildet werden.
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In
einem solchen Falle kann bei einem Aufbau gemäß dem Patentdokument Nr. 5
ein Teil des Kondenswassers direkt von dem Wasserrohr heruntertropfen
und dadurch den Bereich unterhalb des Wasserrohres kontaminieren.
Ferner kann nicht die gesamte Menge des Kondenswassers verdampft werden,
bevor es das untere Ende des Wasserrohres erreicht. In einem solchen
Falle kann nicht verdampftes Kondenswasser das untere Ende des Wasserrohres
erreichen und nach unten fließen,
so daß die
benachbarten Bereiche kontaminiert werden.
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Obwohl
das Wasserrohr in dem Warmwasserbereiter gemäß dem Patentdokument Nr. 5
geneigt ist, sind jedoch darüberhinaus
keine speziellen Maßnahmen
getroffen, um das Wasser ordnungsgemäß von dem Wasserrohr abzuführen. Daher
kann die Abführung
von Wasser, um beispielsweise ein Einfrieren zu verhindern, nicht
ohne weiteres und ordnungsgemäß durchgeführt werden.
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In ähnlicher
Weise wie bei dem Patentdokument Nr. 5 ist auch in dem Patentdokument
Nr. 6 eine Konstruktion angegeben, bei der ein Wasserrohr des Wärmetauschers
geneigt ist, um dafür
zu sorgen, daß Wasser
zu dem unteren Ende des Wasserrohres des Wärmetauschers fließt. Auch
in diesem Falle ist es schwierig, die oben beschriebenen Probleme
zu lösen,
wenn man lediglich eine derartige Konstruktion verwendet.
- Patentdokument
Nr. 1 JP-A-7-167 586
- Patentdokument Nr. 2 JP-A-9-159 282
- Patentdokument Nr. 3 JP-A-2004-245 515
- Patentdokument Nr. 4 JP-A-2004-061 069
- Patentdokument Nr. 5 JP-A-2002-039 623
- Patentdokument Nr. 6 JP-U-59-055 271
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Zusammenfassung der Erfindung
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Mit der Erfindung
zu lösende
Probleme
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Warmwasserbereiter anzugeben,
der in der Lage ist, die oben beschriebenen Probleme zu lösen oder zumindest
zu mildern.
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Mittel zum
Lösen der
Probleme
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Um
die vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen, werden gemäß der Erfindung
die nachstehend angegebenen technischen Maßnahmen getroffen.
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Gemäß der Erfindung
wird ein Warmwasserbereiter angegeben, der folgendes aufweist: einen Brenner,
einen primären
Wärmetauscher
zur Wiedergewinnung von fühlbarer
Wärme aus
einem Verbrennungsgas, welches mit dem Brenner erzeugt wird, und
einen sekundären
Wärmetauscher
zur Wiedergewinnung von latenter Wärme aus dem Verbrennungsgas.
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Der
sekundäre
Wärmetauscher
weist folgendes auf: eine Vielzahl von Wasserrohren, die sich in einer
vorgegebenen Richtung erstrecken und die jeweils ein erstes Ende
und ein davon beabstandetes zweites Ende in der vorgegebenen Richtung
besitzen; eine Umhüllung
mit einer Vielzahl von Wänden, welche
die Wasserrohre umgeben, wobei die eine Wand der Wände mit
einer Gaszuführungsöffnung ausgebildet
ist, um Verbrennungsgas, welches den primären Wärmetauscher passiert hat, dem
sekundären
Wärmetauscher
zuzuführen,
während
eine andere Wand von den Wänden
mit einer Gasauslaßöffnung versehen
ist, um das Verbrennungsgas nach außen austreten zu lassen; und
einen Verteiler, der einen Wassereinlaß und einen Wasserauslaß besitzt und
der an die jeweiligen ersten Enden der Wasserrohre angeschlossen
ist, um für
den Wassereinlaß zu den
Wasserrohren und den Wasserauslaß von den Wasserrohren zu sorgen.
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Die
Wasserrohre sind so geneigt, daß die ersten
Enden niedriger positioniert sind als die zweiten Enden, um dafür zu sorgen,
daß Wasser
in den Verteiler strömt,
wenn die Wasserzufuhr unterbrochen wird, um das Wasser aus den Wasserrohren abzulassen.
Die Vielzahl von Wänden
der Umhüllung weist
eine obere Wand und eine Bodenwand, die oberhalb bzw. unterhalb
der Wasserrohre angeordnet sind, und zwar mit einem dazwischenliegenden oberen
Spalt bzw. einem unteren Spalt, sowie eine Rückwand und eine vordere Wand
auf, die hinter bzw. vor den Wasserrohren positioniert sind.
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Die
Rückwand
weist die Wand auf, die mit der Gaszuführungsöffnung ausgestattet ist, während die
vordere Wand die Wand aufweist, welche mit der Gasauslaßöffnung versehen
ist, so daß das
Verbrennungsgas durch einen Raum zwischen den Wasserrohren und durch
die oberen und unteren Spalte im allgemeinen in horizontaler Richtung
und breitenmäßig in der
Vorwärtsrichtung
und Rückwärtsrichtung der
Umhüllung
strömt.
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Die
obere Wand und die Bodenwand sind so geneigt, daß ihre Innenoberflächen im
allgemeinen parallel zu den Wasserrohren verlaufen, und jeder von
den oberen und den unteren Spalten besitzt eine Breite, die im allgemeinen
konstant längs
der vorgegebenen Richtung ist.
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Bei
einer Vorderansicht der Umhüllung
erstreckt sich die Gasauslaßöffnung vorzugsweise
in einer Richtung, die gegenüber
den Innenoberflächen der
oberen Wand und der Bodenwand geneigt ist, und die Umhüllung ist
so orientiert, daß sich
die Gasauslaßöffnung horizontal
erstreckt.
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Die
Wasserrohre sind vorzugsweise in zwei Gruppen in der Vorwärtsrichtung
bzw. Rückwärtsrichtung
des Gehäuses
unterteilt. Der Verteiler weist eine Wassereinlaßkammer und eine Heißwasser-Auslaßkammer
auf, von denen jede an die ersten Enden der Wasserrohre von einer
jeweiligen Gruppe angeschlossen ist.
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Der
Wassereinlaß und
der Heißwasserauslaß sind an
der Wassereinlaßkammer
bzw. der Heißwasser-Auslaßkammer
ausgebildet. Die Wassereinlaßkammer
und die Heißwasser-Auslaßkammer
sind nebeneinander in der Vorwärtsrichtung
und der Rückwärtsrichtung
der Umhüllung
angeordnet.
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Der
eine von dem Wassereinlaß und
dem Heißwasserauslaß ist in
einem Bereich vorgesehen, der zu einem oberen Ende der entsprechenden
Kammer von der Wasserein laßkammer
und der Heißwasser-Auslaßkammer
hin versetzt ist, während
die andere Kammer von der Wassereinlaßkammer und der Heißwasser-Auslaßkammer
in einem Bereich vorgesehen ist, der zu einem unteren Ende der entsprechenden
Kammer von der Wassereinlaßkammer
und der Heißwasser-Auslaßkammer
hin versetzt ist.
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Von
der Wassereinlaßkammer
und der Heißwasser-Auslaßkammer
ist die Kammer, in welcher der Wassereinlaß oder der Heißwasserauslaß in einem
Bereich vorgesehen ist, der zu dem oberen Ende der Kammer hin versetzt
ist, mit einer Hilfswasser-Auslaßöffnung versehen, um Wasser
aus der Kammer nach außen
abzulassen, und die Hilfswasser-Auslaßöffnung ist in einem Bereich
vorgesehen, der zu dem unteren Ende der Kammer hin versetzt ist.
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Der
primäre
Wärmetauscher
ist vorzugsweise entweder in einer Position oberhalb der Umhüllung des
sekundären
Wärmetauschers
oder einer Position unterhalb der Umhüllung des sekundären Wärmetauschers
angeordnet und weist ein Gehäuse,
um das Verbrennungsgas passieren zu lassen, sowie ein Wasserrohr
auf, das zumindest teilweise in dem Gehäuse angeordnet ist, um den
Wärmeaustausch
mit dem Verbrennungsgas durchzuführen.
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Die
Umhüllung
und die Vielzahl von Wasserrohren des sekundären Wärmetauschers haben eine horizontale
Dimensionierung, die größer ist
als die Breite des Gehäuses,
so daß sie
an den Seiten des Gehäuses
vorstehen, wobei die vorstehenden Dimensionierungen an der Seite
des zweiten Endes größer sind
als an der Seite des ersten Endes.
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Der
Warmwasserbereiter gemäß der Erfindung
weist vorzugsweise eine Steuerung, um den Betrieb des Brenners zu
steuern, sowie einen Neutralisierer auf, um Kondenswasser zu kondensieren, das
bei der Wiedergewinnung von latenter Wärme gebildet wird. Der sekundäre Wärmetauscher
ist am Gehäuse
des primären
Wärmetauschers
vorgesehen, so daß an
einer Seite des Gehäuses
ein Raum unterhalb des vorstehenden Bereiches an der Seite des zweiten
Endes des sekundären
Wärmetauschers
gebildet wird. Zumindest eine Komponente von der Steuerung und dem
Neutralisierer ist in dem Raum angeordnet.
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Vorzugsweise
ist zumindest ein Teil des Verteilers innerhalb der Umhüllung positioniert,
so daß eine
tropfenförmige
Kondensation, die auf der Außenoberfläche des
Verteilers erfolgt, auf die Bodenwand der Umhüllung tropft.
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Der
Verteiler weist vorzugsweise folgendes auf: eine Wasserrohrhalterung,
mit der das erste Ende von jedem der Wasserrohre verbunden ist;
ein Dimensionierungs-Einstellteil mit einem Ende, das fest mit der
Wasserrohrhalterung verbunden ist; eine Verteilerabdeckung, die
mit der Wasserrohrhalterung verbunden ist, wobei ein Teil davon
in Kontakt mit einem anderen Ende des Dimensionierungs-Einstellteiles
gehalten ist, und die jede von den Kammern zwischen der Verteilerabdeckung
und der Wasserrohrhalterung bildet; und eine Schraube zum Befestigen
der Verteilerabdeckung an dem anderen Ende des Dimensionierungs-Einstellteiles.
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Die
Umhüllung
des sekundären
Wärmetauschers
weist eine Seitenwand auf, die auf eine Außenoberfläche der Verteilerabdeckung
gelegt ist, und die Seitenwand ist mittels der Schraube mit dem
Dimensionierungs-Einstellteil zusammen mit der Verteilerabdeckung
verbunden.
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Der
Warmwasserbereiter weist vorzugsweise eine Verbrennungsgas-Strömungssteuereinrichtung
auf, die in der Umhüllung
vorgesehen ist, um zu verhindern, daß Verbrennungsgas, welches
durch die Gaszuführungsöffnung hindurchgegangen
ist, direkt zu der Bodenwand der Umhüllung strömt.
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Die
Verbrennungsgas-Strömungssteuereinrichtung
weist vorzugsweise einen plattenförmigen Bereich auf, der im
allgemeinen horizontal von einer Unterkante der Gaszuführungsöffnung zu
der Vorderwand hin vorsteht.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich ohne weiteres aus
der Beschreibung von Ausführungsbeispielen
der Erfindung, die nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
angegeben sind.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Die
Zeichnungen zeigen in
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1 eine
schematische Vorderansicht im Schnitt zur Erläuterung eines Beispiels eines
Warmwasserbereiters gemäß der Erfindung;
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2 eine
Vorderansicht eines Hauptbereiches des Warmwasserbereiters gemäß 1;
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3 eine
Schnittansicht längs
der Linie III-III in 2;
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4 eine
Schnittansicht längs
der Linie IV-IV in 2;
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5 eine
linke Seitenansicht eines sekundären
Wärmetauschers
des Warmwasserbereiters gemäß 1;
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6 eine
Schnittansicht eines Hauptbereiches der Anordnung gemäß 4;
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7 eine
Schnittansicht eines Hauptbereiches einer abgewandelten Ausführungsform
der Konstruktion gemäß 6;
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8 eine
perspektivische Darstellung zur Erläuterung einer Umhüllung des
sekundären
Wärmetauschers
für den
Warmwasserbereiter gemäß 1,
von der Rückseite
aus gesehen; und in
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9 eine
schematische Vorderansicht im Schnitt zur Erläuterung eines weiteren Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Warmwasserbereiters.
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Beste Ausführungsformen
der Erfindung
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Nachstehend
werden bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
näher erläutert.
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Die 1 bis 8 zeigen
eine Ausführungsform
eines Warmwasserbereiters gemäß der Erfindung.
Wie im einzelnen in 1 dargestellt, weist ein Warmwasserbereiter
A1 gemäß dieser
Ausführungsform
einen Brenner 3, einen primären Wärmetauscher 1, einen
sekundären
Wärmetauscher
B, einen Neutralisierer 2 und ein äußeres Gehäuse 4 auf, das diese
Komponenten umschließt.
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Der
Brenner 3, der in einem Gehäuse 30 mit einem oberen
offenen Ende angeordnet ist, bildet einen Gasbrenner zum Verbrennen
von Brenngas, das durch ein Rohr 32a zugeführt wird.
Ein Gebläse 31 ist unterhalb
des Gehäuses
angeordnet, so daß Luft
für die
Verbrennung von dem Gebläse
nach oben in das Gehäuse 30 eingeleitet
wird.
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Der
Grundaufbau des primären
Wärmetauschers 1 ist ähnlich wie
bei herkömmlichen
Wärmetauschern
und weist ein Wasserrohr 11 auf, das mit einer Vielzahl
von Rippen 12 versehen ist und das Gehäuse 10 in einer im
allgemeinen horizontalen Richtung durchsetzt. Am Gehäuse 30 des
Brenners 3 ist ein Gehäuse 10 montiert.
Das von dem Brenner 3 erzeugte Verbrennungsgas strömt nach
oben innerhalb des Gehäuses 10.
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Der
sekundäre
Wärmetauscher
B ist oberhalb des primären
Wärmetauschers 1 angeordnet und
mit dem Gehäuse 10 über ein
Zusatzgehäuse 32 verbunden.
Der sekundäre
Wärmetauscher
B weist eine Vielzahl von Wasserrohren 5, ein Paar von
Verteilern 6A und 6B sowie eine Umhüllung 7 auf,
welche die Wasserrohre 5 umschließt. Vorzugs weise sind diese
Konstruktionsteile des sekundären
Wärmetauschers
B aus einem säurebeständigen Material,
wie z.B. rostfreiem Stahl hergestellt, so daß sie von saurem Kondenswasser
nicht ohne weiteres korrodiert werden.
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Jedes
der Wasserrohre 5 hat eine gerade lineare Konfiguration
und verläuft
in einer vorgegebenen Richtung. Um das Ausmaß der Wärmerückgewinnung zu erhöhen, weist
jedes der Wasserrohre 5 ein relativ dünnes Rohr auf, dessen Durchmesser kleiner
ist als das des Wasserrohres 11 des primären Wärmetauschers 1.
Jedes der Wasserrohre 5 weist ein erstes Ende 50a und
ein zweites Ende 50b auf, die einander in Längsrichtung
gegenüberliegen
und mit den Verteilern 6A bzw. 6B verbunden sind.
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Das
Wasserrohr 5 ist gegenüber
der Horizontalen unter einem geeigneten Winkel α geneigt, der beispielsweise
etwa 5° bis
20° beträgt, so daß die Höhe des ersten
Endes 50a geringer ist als die Höhe des zweiten Endes 50b.
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Die
Umhüllung 7 ist
in Form eines im allgemeinen rechteckigen parallelepipedförmigen Körpers ausgebildet
und weist eine obere Wand 70a, eine Bodenwand 70b,
eine vordere Wand 70c, eine Rückwand 70d und Seitenwände 70e und 70f auf,
die jeweils in Form einer im allgemeinen flachen Platte ausgebildet
sind. Die obere Wand 70a und die Bodenwand 70b sind
oberhalb bzw. unterhalb von den Wasserrohren 5 angeordnet
und in ähnlicher
Weise wie die Wasserrohre 5 geneigt. Die Innenoberflächen der
oberen Wand 70a und der Bodenwand 70b verlaufen
im allgemeinen parallel zu den Wasserrohren 5.
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Daher
sind die Breite s2 eines Spaltes 79a zwischen den Wasserrohren 5 und
der oberen Wand 70a sowie die Breite s3 eines Spaltes 79b zwischen den
Wasserrohren 5 und der Bodenwand 70b im allgemeinen
konstant über
die Länge
der Wasserrohre 5. Die Breite s2 und die Breite s3 können gleich
oder verschieden voneinander sein.
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Die
Bodenwand 70b der Umhüllung 7 ist
so angeordnet, daß sie
den gesamten unteren Bereich der Wasserrohre 5 bedeckt,
um Kondenswasser aufzunehmen, welches aufgrund der Wiedergewinnung von
latenter Wärme
gebildet wird und von jedem der Wasserrohre 5 heruntertropft.
An einem unteren Ende der Bodenwand 70b ist eine Auslaßöffnung 73 vorgesehen,
um Kondenswasser nach außen
abzulassen. Wie mit einer gestrichelten Linie in 1 angedeutet,
wird das Kondenswasser aus der Auslaßöffnung 73 mit einer
geeigneten Leitung in den Neutralisierer 2 eingeleitet.
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Der
Neutralisierer 2 kann beispielsweise einen aus Kunststoff
bestehenden Behälter
sowie ein Neutralisierungsmittel aufweisen, das in dem Behälter untergebracht
ist. Das Neutralisierungsmittel kann beispielsweise Kalziumkarbonat
sein. Das Kondenswasser wird neutralisiert, indem man es durch den Neutralisierer 2 hindurchleitet,
und anschließend
wird es zur Außenseite
des äußeren Gehäuses 4 herausgeführt.
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Wie
in 3 dargestellt, ist die Rückwand 70d der Umhüllung 7 mit
einer Gaszuführungsöffnung 72 versehen,
um das Verbrennungsgas, welches den primären Wärmetauscher 1 passiert
hat, in die Umhüllung 7 einzuleiten.
Die vordere Wand 70c ist mit einer Gasauslaßöffnung 71 versehen,
um das Verbrennungsgas zur Außenseite
austreten zu lassen.
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Wie
in 2 dargestellt, ist die Gasauslaßöffnung 71 in
Form eines langgestreckten Rechtecks ausgebildet, das relativ zu
der Richtung geneigt ist, in welcher die obere Wand 70a und
die Bodenwand 70b der Umhüllung 7 und die Wasserrohre 5 verlaufen, oder
hat eine ähnliche
Konfiguration zu diesen. Die Umhüllung 7 wird
in einer solchen geneigten Stellung gehalten, daß die Gasauslaßöffnung horizontal
verläuft.
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Wie
in 4 dargestellt, weist der Verteiler 6A eine
Wassereinlaßkammer 61A und
eine Heißwasser-Auslaßkammer 61B auf.
Die Kammern 61A und 61B weisen jeweils einen Wassereinlaß 60A bzw.
einen Heißwasserauslaß 60B auf,
welche mit den ersten Enden 50a der Wasserrohre 5 verbunden sind.
Die Wasserrohre 5 sind in zwei Grupen G1 und G2 unterteilt,
die mit den beiden Kammern 61A bzw. 61B verbunden
sind.
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Der
Verteiler 6B weist eine gemeinsame Kammer 61C auf,
die mit den zweiten Enden 50b der Wasserrohre 5 verbunden
ist. In dem sekundären Wärmetauscher
B strömt
Wasser, das von dem Wassereinlaß 60A in
die Wassereinlaßkammer 61A eingeleitet
wird, durch die Wasserrohre 5 der Gruppe G1 und erreicht
die gemeinsame Kammer 61C. Anschließend strömt das Wasser durch die Wasserrohre 5 der
zweiten Gruppe G2, um in die Heißwasser-Auslaßkammer 61B zu
fließen
und dann durch den Heißwasserauslaß 60B abgelassen
zu werden.
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Die
paarweise angeordneten Verteiler 6A und 6B sind
an der Innenseite der Seitenwände 70e und 70f der
Umhüllung 7 positioniert
und in der Umhüllung 7 untergebracht.
Wie nachstehend näher
erläutert,
bietet diese Konstruktion Vorteile, welche besonders wirksam sind,
wenn eine tropfenförmige Kondensation
an den Außenoberflächen der
Verteiler 6A und 6B stattfindet.
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Wie
in 5 dargestellt, ist der Wassereinlaß 60A in
einem unteren Bereich der Wassereinlaßkammer 61A vorgesehen,
während
der Heißwasserauslaß 60B in
einem oberen Bereich der Heißwasserkammer 61B vorgesehen
ist. Eine Hilfswasserauslaßöffnung 62 zum
Ablassen von Wasser ist in der Heißwasserkammer 61B in
einem unteren Bereich unterhalb des Heißwasserauslasses 60B vorgesehen.
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In
einem Falle, wenn abweichend von dieser Ausführungsform sowohl der Wassereinlaß 60A und der
Heißwasserauslaß 60B in
unteren Bereichen vorgesehen sind, so erfolgt eine konzentrierte
Wasserströmung
durch die unteren Bereiche der Wasserrohre, wenn das Wasser, das
dem Wassereinlaß 60A zugeführt wird,
durch die beiden Gruppen G1 und G2 von Wasserrohren 5 strömt. In diesem
Falle ist die Wasserströmung
durch die oberen Bereiche unzureichend.
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Bei
dieser Ausführungsform
wird jedoch ein derartiges Problem zuverlässig gelöst durch die Höhendifferenz
zwischen dem Wassereinlaß 60A und dem
Heißwasserauslaß 60B.
Wenn der Heißwasserauslaß 60B in
einem höheren
Bereich vorgesehen ist, so ist es schwierig, Wasser aus der Heißwasser-Auslaßkammer 61B durch
den Heißwasserauslaß 60B abzulassen,
wenn Wasser aus den Wasserrohren 5 abgeführt wird.
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Bei
dieser Ausführungsform
kann jedoch das Wasser in der Heißwasser-Auslaßkammer 61B ordnungsgemäß abgelassen
werden, indem man die Hilfswasserauslaßöffnung 62 verwendet.
An die Hilfswasserauslaßöffnung 62 ist
ein Ende einer nichtdargestellten geeigneten Leitung angeschlossen,
die mit einem Ventil versehen ist. Das andere Ende der Leitung ist
außerhalb
des äußeren Gehäuses 4 angeordnet.
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Das
Ventil ist normalerweise geschlossen, und wenn das Ventil geöffnet wird,
so wird Wasser in der Heißwasser-Auslaßkammer 61B durch
die Hilfswasserauslaßöffnung 62 zur
Außenseite
des äußeren Gehäuses 4 abgelassen.
Obwohl der Wassereinlaß 60A und
der Heißwasserauslaß 60B in
einer unteren Position bzw. einer oberen Position vorgesehen sind,
ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt.
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Beispielsweise
kann umgekehrt zu dieser Situation auch der Wassereinlaß 60A in
einer höheren Position
vorgesehen sein, während
der Heißwasserauslaß 60B in
einer unteren Position vorgesehen wird. In diesem Falle ist die
Hilfswasserauslaßöffnung 62 in
einem unteren Bereich der Wassereinlaßkammer 61A vorgesehen.
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Die
Konstruktion des Verteilers 6A wird nachstehend im einzelnen
unter Bezugnahme auf 6 erläutert. Die Wassereinlaßkammer 61A des Verteilers 6A weist
eine Wasserrohrhalterung 69 auf, mit der die ersten Enden 50a der
Wasserrohre 5 verbunden sind, und eine Verteilerabdeckung 68 ist
an der Wasserrohrhalterung 69 angebracht. Die Verteilerabdeckung 68 ist
kuppelförmig
ausgebildet, und der Wassereinlaß 60A ist an der Verteilerabdeckung 68 vorgesehen.
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Die
Verteilerabdeckung 68 weist einen Umfangsrand 68a auf,
der an einen Stehbereich 69a angeschlossen ist, welcher
längs des
Umfanges der Wasserrohrhalterung 69 ausgebildet ist. Der
Anschlußbereich
ist beispielsweise mit einer Hartlötung verbunden. Bei dieser
Verbindung wird ein schraubenartiges Dimensionierungs-Einstellteil 67 verwendet,
so daß ein
vorgegebener Abstand s1 zwischen der Wasserrohrhalterung 69 und
der Verteilerabdeckung 68 definiert wird.
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Das
Dimensionierungs-Einstellteil 67 ist etwa in der Mitte
der Wassereinlaßkammer 61A positioniert.
Das Dimensionierungs-Einstellteil 67 weist ein Ende, das
mit einem stufenförmigen
Bereich versehen ist, sowie einen Gewindeschaft 67a auf,
dessen Durchmesser kleiner ist als der der anderen Bereiche.
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Durch
das Einschrauben des Gewindeschaftes 67a in eine Gewindebohrung 69b,
welche in der Wasserrohrhalterung 69 ausgebildet ist, wird
das Dimensionierungs-Einstellteil 67 an der Wasserrohrhalterung 69 befestigt.
Anstatt eine solche Konstruktion zu verwenden, kann das Dimensionierungs-Einstellteil 67 auch
dadurch fixiert werden, daß man
eine nicht-dargestellte Mutter auf den Gewindeschaft 67a aufsetzt
und die Mutter festzieht.
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Die
Verteilerabdeckung 68 wird mit einer Schraube 66 befestigt,
welche in eine Gewindebohrung 67b eingeschraubt wird, welche
in der Nähe
des Basisendes des Dimensionierungs-Einstellteiles 67 ausgebildet
ist, und damit an dem Dimensionierungs-Einstellteil 67 befestigt.
Ein Teil der Innenoberfläche
der Verteilerabdeckung 68 wird in Kontakt mit der Endoberfläche 67c des
Basisendes des Dimensionierungs-Einstellteiles 67 gehalten.
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Bei
einer derartigen Konstruktion entspricht der Abstand s1 zwischen
der Wasserrohrhalterung 69 und der Verteilerabdeckung 68 dem
Abstand von der Endoberfläche 67c des
Dimensionierungs-Einstellteiles 67 zu der Endoberfläche 67d des
stufenförmigen
Bereiches, so daß der
Abstand exakt auf eine gewünschte
Dimensionierung eingestellt werden kann.
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Wenn
bei der Verteilerkonstruktion gemäß dieser Ausführungsform
der Rand eines abgerundeten Bereiches des Stehbereiches 69a der
Wasserrohrhalterung 69, die mit einem Radius R (Grenze zwischen
dem abgerundeten Bereich und einem nicht-abgerundeten Bereich) gekrümmt ist,
positionsmäßig dem
Rand Ed der Verteilerabdeckung 68 entspricht, so besteht
eine Wahrscheinlichkeit, daß eine Belastungskonzentration
in diesem Bereich auftritt. Bei dieser Ausführungsform kann jedoch eine
ungeeignete und unzureichende Befestigung verhindert werden, indem
man den Abstand s1 exakt auf eine geeignete Dimensionierung einstellt.
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Die
Seitenwand 70e der Umhüllung 7 wird auf
die Außenseite
der Verteilerabdeckung 68 gelegt und mit der Schraube 66 an
dem Dimensionierungs-Einstellteil 67 zusammen mit der Verteilerabdeckung 68 befestigt.
Mit einer derartigen Konstruktion kann der Verteiler 6A ordnungsgemäß an der
Umhüllung 7 montiert
werden, während
zugleich die Anzahl von Schrauben reduziert wird, so daß eine Verringerung
der Anzahl von Teilen und eine Erleichterung bei der Montage realisiert
werden können.
Ferner kann die Konstruktion, bei der der Verteiler 6A in der
Umhüllung 7 angeordnet
wird, leicht realisiert werden.
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In 6 ist
nur die Wassereinlaßkammer 61A des
Verteilers 6A dargestellt, während die Darstellung der Heißwasser-Auslaßkammer 61B weggelassen
ist. Die Konstruktion der Heißwasser-Auslaßkammer 61B ist ähnlich wie
die der Wassereinlaßkammer 61A.
Die Konstruktion der gemeinsamen Kammer 61C ist auch im
wesentlichen ähnlich,
so daß deren
Beschreibung entbehrlich erscheint.
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Bei
den Bauteilen der Heißwasser-Auslaßkammer 61B und
der gemeinsamen Kammer 61C, die in 4 dargestellt
sind, werden die Elemente, welche denen der Wassereinlaßkammer 61A ähnlich sind,
mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wie sie für die Wassereinlaßkammer 61A verwendet
werden.
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Wie
in 7 dargestellt, kann das Dimensionierungs-Einstellteil 67 in
Form eines Schaftes ausgebildet sein, der mit einer Gewindebohrung 67e versehen
ist. Das Dimensionierungs-Einstellteil 67 wird montiert,
indem man eine Schraube 66A in die Gewindebohrung 67e hineinschraubt.
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Auch
wenn bei einer derartigen Konstruktion ein leichter Riß in der
Wasserrohrhalterung 69 gebildet wird, und zwar in einem
Bereich, der mit dem Bezugszeichen n1 bezeichnet ist und sandwichartig zwischen
dem Kopf der Schraube 66A und der Endoberfläche 67d des
stufenförmigen
Bereiches des Dimensionierungs-Einstellteiles 67 liegt,
kann eine Wasserleckage aus diesem Bereich verhindert oder zumindest
vermindert werden, da dieser Bereich von dem Kopf der Schraube 66A abgedeckt
ist. Auch bei der Konstruktion gemäß 6 kann verhindert
werden, daß eine
Wasserleckage leicht auftritt, wenn man die Dicke der Wasserrohrhalterung 69 beispielsweise
vergrößert.
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Wie
in 3 dargestellt, ist die Umhüllung 7 so angeordnet,
daß die
Bodenwand 70b einen oberen Bereich des primären Wärmetauschers 1 teilweise überdeckt.
Das Verbrennungsgas, welches durch den primären Wärmetauscher 1 nach
oben strömt, fließt um die
Rückseite
der Umhüllung 7 herum
und tritt dann in die Gaszuführungsöffnung 72 an
der Rückwand 70d ein.
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Am
unteren Rand der Gaszuführungsöffnung 72 ist
ein Strömungssteuerbereich 74 vorgesehen,
um die Strömung
des Verbrennungsgases zu steuern. Der Strömungssteuerbereich 74 wird
dadurch gebildet, daß man
den Bereich, der mit der Unterkante der Gaszuführungsöffnung 72 verbunden ist,
biegt und mit einem L-förmigen
Querschnitt versieht. Der Strömungssteuerbereich 74 weist
einen Plattenbereich 74a, der von der Unterkante der Gaszuführungsöffnung 72 im
allgemeinen horizontal vorsteht, sowie einen Stehbereich 74b auf,
der von dem Rand des Plattenbereiches 74a vorsteht.
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Wie
deutlicher in 8 dargestellt, ist der Strömungssteuerbereich 74 nicht
entlang der gesamten Erstreckung der Gaszuführungsöffnung 72 in der longitudinalen
Richtung (Querrichtung) vorgesehen. Der Strömungssteuerbereich 74 ist
nämlich
an den gegenüberliegenden
Endbereichen n2 der Gaszuführungsöffnung 72 nicht
vorgesehen. Im Unterschied zu der Gasauslaßöffnung 71 verläuft die
Gaszuführungsöffnung 72 im
allgemeinen parallel mit den Wasserrohren 5.
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Wie
in 1 dargestellt, haben jedes der Wasserrohre 5 und
die Umhüllung 7 des
sekundären Wärmetauschers
B eine größere Länge als
die Breite des Gehäuses 10 des
primären
Wärmetauschers 1. Die
Umhüllung 7 weist
daher an ihren gegenüberliegenden
Enden in der Nähe
der Verteiler 6A und 6B vorstehende Bereiche Sa
und Sb auf, die in Querrichtung von dem Gehäuse 1 vorstehen. Dabei
ist der vorstehende Bereich Sb länger
als der vorstehende Bereich Sa. Mit einer derartigen Konstruktion
ist der Verteiler 6A näher
an einem Wassereinlaß 11a des primären Wärmetauschers 1 positioniert.
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Der
Warmwasserbereiter A1 gemäß dieser Ausführungsform
ist ein Warmwasserbereiter für Wandmontage,
der mit seinem äußeren Gehäuse 4 derart
verwendet wird, daß er
beispielsweise an der Wand eines Hauses montiert wird. An der Unterseite des äußeren Gehäuses 4 ist
eine Vielzahl von Rohrverbindungsbereichen 40 vorgesehen,
um beispielsweise nicht-dargestellte äußere Rohre für den Wassereinlaß und den
Heißwasserauslaß anzuschließen.
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Wasser
wird von außen
dem Wassereinlaß 60A des
Verteilers 6A durch die Rohrverbindungsbereiche 40 und
entsprechende, nicht-dargestellte angeschlossene Rohre zugeführt. Heißes Wasser,
das aus dem Heißwasserauslaß 60B des
Verteilers 6B austritt, wird dem Wassereinlaß 11a des
primären Wärmetauschers 1 zugeführt. Das
aus dem Heißwasserauslaß 11b des
primären
Wärmetauschers 1 austretende
heiße
Wasser wird mit Wasser gemischt, indem man ein nicht-dargestelltes
Mischventil verwendet, um das Wasser auf eine geeignete Temperatur
einzustellen, und einem äußeren Rohr
durch die Rohrverbindungsbereiche 40 zugeführt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist jedoch die Art und Weise der Wasserströmung für die Wärmetauscher
nicht eingeschränkt.
Beispielsweise kann Wasser zuerst dem primären Wärmetauscher zugeführt werden,
und heißes
Wasser, das durch den primären
Wärmetauscher
hindurchgegangen ist, kann dann dem sekundären Wärmetauscher B zugeführt werden.
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Unterhalb
des vorstehenden Bereiches Sb der Umhüllung 7 ist ein Raum
ausgebildet, in welchem eine Steuerung 8 angeordnet ist.
Die Steuerung 8 weist eine Zentraleinheit (CPU), einen
angeschlossenen Speicher sowie eine Leiterplatte auf, auf der entsprechende
elektronische Komponenten montiert sind. Die Steuerung 8 steuert
den Betrieb von jeder Komponente des Warmwasserbereiters A1 und
die Signalverarbeitung, wie z.B. die Steuerung der Zufuhr von Verbrennungsgas
zu dem Brenner 3 sowie beispielsweise die Drehzahl des
Gebläses 31.
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Der
Betrieb und die Vorteile des Warmwasserbereiters A1 werden nachstehend
näher erläutert.
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Wenn
ein Verbrennungsgas erzeugt wird, indem man den Brenner 3 betreibt,
so strömt
das Verbrennungsgas nach oben und passiert nacheinander den primären Wärmetauscher 1 und
den sekundären Wärmetauscher
B. Bei diesem Prozeß wird
fühlbare Wärme des
Verbrennungsgases in dem primären Wärmetauscher 1 wiedergewonnen,
während
latente Wärme
in dem sekundären
Wärmetauscher
B wiedergewonnen wird. Durch die Wiedergewinnung der fühlbaren
Wärme und
der latenten Wärme
wird Wasser, das den Wasserrohren 11 und 5 zugeführt wird und
diese durchströmt,
aufgeheizt, so daß in
geeigneter Weise heißes
Wasser mit einer geeigneten Temperatur erhalten wird.
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Wenn
latente Wärme
von dem sekundären Wärmetauscher
B wiedergewonnen wird, so wird ein stark saures Kondenswasser an
der Oberfläche
von jedem der Wasserrohre 5 erzeugt. Da jedoch die Wasserrohre 5 geneigt
sind, fließt
das Kondenswasser sofort längs
der Wasserrohre 5 zu dem unteren Ende hin, d.h. zu dem
ersten Ende 50a.
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Das
Kondenswasser wird daher daran gehindert, in einem großen Bereich
der Oberflächen
der Wasserrohre 5 zu bleiben. Daher wird der Wärmeaustausch
zwischen dem Verbrennungsgas und jedem der Wasserrohre 5 nicht
durch das Kondenswasser beeinträchtigt.
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Nachdem
das Kondenswasser das erste Ende 50a erreicht hat, tropft
es von dem ersten Ende 50a oder dem Verteiler 6A nach
unten. Das Kondenswasser wird dann von der Bodenwand 70b der
Umhüllung 7 aufgefangen,
strömt
in die Auslaßöffnung 73 und
wird dann dem Neutralisierer 2 zu Neutralisierungszwecken
zugeführt.
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Abweichend
von der oben geschilderten Situation tropft etwas Kondenswasser
direkt nach unten, ohne das erste Ende 50a zu erreichen.
Der sekundäre
Wärmetauscher
B ist so konzipiert, daß das Verbrennungsgas
von der Gaszuführungsöffnung 72 an
der Rückwand 70d der
Umhüllung 7 zu
der Gasauslaßöffnung 71 an
der vorderen Wand 70c strömt, und die Bodenwand 70b der
Umhüllung 7 bedeckt die
Gesamtheit der unteren Bereiche der Wasserrohre 5.
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Das
Kondenswasser, welches von anderen Bereichen der Wasserrohre als
dem ersten Ende 50 heruntertropft, kann daher ebenfalls
ordnungsgemäß von der
Bodenwand 70b aufgefangen werden.
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Da
die Bodenwand 70b in ähnlicher
Weise wie die Wasserrohre 5 geneigt ist, strömt das Kondenswasser
gleichmäßig längs der
Bodenwand 70b zu der Auslaßöffnung 73 und wird
dem Neutralisierer 2 zugeleitet. Da andererseits Wasser
mit relativ niedriger Temperatur in die Wassereinlaßkammer 61A des
Verteilers 6A fließt,
kann eine tropfenförmige Kondensation
an der Außenoberfläche stattfinden.
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Da
jedoch der Verteiler 6A in der Umhüllung 7 untergebracht
ist, kann auch die tropfenförmige Kondensation
von der Bodenwand 70b aufgefangen und über die Auslaßöffnung 73 dem
Neutralisierer 2 zugeleitet werden, und zwar in ähnlicher
Weise wie bei dem oben beschriebenen Kondenswasser. Bei dem Warmwasserbereiter
A1 kann daher verhindert werden, daß Bereiche außerhalb
der Umhüllung 7 durch
Kondenswasser oder tropfenförmige
Kondensation kontaminiert werden.
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Wenn
Verbrennungsgas in die Umhüllung 7 des
sekundären
Wärmetauschers
B durch die Gaszuführungsöffnung 72 eintritt,
so strömt
das Verbrennungsgas durch Zwischenräume zwischen benachbarten Wasserrohren 5 und
die Spalte 79a und 79b und wird dann durch die
Gasauslaßöffnung 71 zur Außenseite
abgelassen.
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Wie
bereits erwähnt,
sind die Wasserrohre 5 und die Innenoberflächen der
oberen Wand 70a und der Bodenwand 70b der Umhüllung 7 im
allgemeinen parallel zueinander angeordnet, und die Breiten s2 und
s3 der Spalte 79a und 79b sind im allgemeinen in
der Längsrichtung
konstant. Daher wird eine Reduzierung der Wärmetauschereffizienz ordnungsgemäß verhindert.
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Wenn
abweichend von dieser Ausführungsform
die Spalte 79a und 79b keine im allgemeinen konstante
Breite in der Längsrichtung
besitzen, so strömt
eine größere Menge
von Verbrennungsgas durch einen breiteren Bereich, so daß das Ausmaß der Wärmerückgewinnung
aus dem Verbrennungsgas reduziert werden kann. Gemäß der Erfin dung wird
diese Gefahr sorgfältig
vermieden, und es kann eine hohe Wärmetauschereffizienz erreicht
werden.
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Da
jedes von den Wasserrohren länger
ist als die Breite des Gehäuses 10 des
primären
Wärmetauschers 1,
ist die Wärmeübertragungsfläche groß. Daher
kann das Ausmaß der
Rückgewinnung von
latenter Wärme
durch den sekundären
Wärmetauscher
B erhöht
werden, so daß die
Wärmetauschereffizienz
gesteigert werden kann.
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Als
weitere Maßnahme
zur Vergrößerung der
Wärmeübertragungsfläche der
Wasserrohre 5 kann daran gedacht werden, die Anzahl der
Wasserrohre 5 zu erhöhen.
Diese Maßnahmen
komplizieren jedoch die Konstruktion und erhöhen die Herstellungskosten.
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Verglichen
damit ist die Maßnahme,
lediglich die Länge
der Wasserrohre 5 bei dieser Ausführungsform zu verlängern, insofern
vorteilhaft, als die Konstruktion nicht kompliziert wird und die
Herstellungskosten dadurch nicht nennenswert zunehmen. Wie aus 1 ersichtlich,
weist die Umhüllung 7 des sekundären Wärmetauschers
B aufgrund der großen Länge der
Wasserrohre 5 den vorstehenden Bereich Sb auf, welcher
aus dem Gehäuse 10 des
primären Wärmetauschers 1 vorsteht.
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Die
Steuerung 8 ist jedoch in effizienter Weise in dem Raum
unterhalb des vorstehenden Bereiches angeordnet. Daher kann eine
Zunahme der Größe des Warmwasserbereiters
A1 verhindert werden. Da die Dimensionierung des vorstehenden Bereiches
Sa auf der gegenüberliegenden
Seite vom vorstehenden Bereich Sb kleiner ist, kann die Länge eines
Verbindungsrohres zwischen dem Verteiler 6A und dem primären Wärmetauscher 1 in
vorteilhafter Weise reduziert werden.
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Wie
mit einem Pfeil N1 in 3 angedeutet, prallt ein Teil
des Verbrennungsgases, wenn es in die Umhüllung 7 eintritt,
gegen den Strömungssteuerungsbereich 74,
der an der Unterkante der Gaszuführungsöffnung 72 vorgesehen
ist. Das Verbrennungsgas wird daher daran gehindert, direkt in den Bereich
AR1 zu strömen,
welcher ein unterer Bereich direkt vor der Gaszuführungsöffnung 72 ist.
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Wie
in 3 dargestellt, kann Kondenswasser von den Wasserrohren 5a,
die in der Nähe
von der Gaszuführungsöffnung 72 positioniert
sind, in den Bereich AR1 tropfen. Wenn heißes Verbrennungsgas sofort
nach seinem Durchgang durch den primären Wärmetauscher 1 direkt
in den Bereich AR1 strömt,
so wird das Kondenswasser auf eine höhere Temperatur aufgeheizt
und momentan verdampft, was ein starkes Verdampfungsgeräusch erzeugt.
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Wenn
ein derartiges Verdampfungsgeräusch häufig erzeugt
wird, ist es nicht nur störend
für den Benutzer,
sondern kann den Benutzer auch zu der irrtümlichen Annahme führen, daß eine Anomalität in dem
Warmwasserbereiter vorliegt. Bei dieser Ausführungsform wird jedoch die
direkte Strömung
des Verbrennungsgases in den Bereich AR1 verhindert, so daß ein solches
Problem zufriedenstellend gelöst wird.
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Das
heiße
Verbrennungsgas, welches auf den Strömungssteuerbereich 74 trifft,
wird derart geführt,
daß es
direkt zu den Wasserrohren 5 strömt. Daher wird der Wärmeaustausch
zwischen dem Verbrennungsgas und den Wasserrohren 5 unterstützt, so
daß die
Wärmetauschereffizienz
gesteigert wird.
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Weiterhin
ist, wie in 8 dargestellt, der Strömungssteuerbereich 74 nicht
an den in Längsrichtung
gegenüberliegenden
Endbereichen n2 der Unterkante der Gaszuführungsöffnung 72 vorgesehen.
Die Endbereiche n2 dienen dazu, den Strömungswiderstand für das Verbrennungsgas
zu reduzieren, und unterstützen
die sanfte Strömung
des Verbrennungsgases in die Umhüllung 7.
Als Verbrennungsgas-Strömungssteuereinrichtung
kann auch eine solche Einrichtung verwendet werden, die im Unterschied
zu dem Strömungssteuerbereich 74 keinen
Stehbereich 74b besitzt und lediglich den Plattenbereich 74a besitzt.
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Auch
mit einer derartigen Konstruktion ist es möglich, zu verhindern, daß das Verbrennungsgas unmittelbar
nach seinem Durchgang durch die Gaszuführungsöffnung direkt zu der Bodenwand 70b der Umhüllung 7 strömt, um zu
verhindern, daß Verdampfungsgeräusche von
Kondenswasser erzeugt werden.
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Wenn
die Wasserversorgung zum primären Wärmetauscher 1 und
zum sekundären
Wärmetauscher
B unterbrochen wird, um Wasser aus diesen Teilen abzulassen, um
beispielsweise ein Einfrieren zu verhindern, so kann Wasser aus
dem primären Wärmetauscher 1 relativ
leicht abgelassen werden, da die Wasserrohre 11 einen relativ
großen
Durchmesser besitzen. Andererseits haben die Wasserrohre 5 des
sekundären
Wärmetauschers
B einen relativ kleinen Durchmesser.
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Der
sekundäre
Wärmetauscher
B ist jedoch so geneigt, daß der
Verteiler 6A unterhalb des Verteilers 6B positioniert
ist. Diese Neigung sorgt dafür, daß das Wasser
in jedem der Wasserrohr 5 gleichmäßig zu dem Verteiler 6A strömt und aus
dem Verteiler 6A nach außen abgelassen wird.
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Wie
im Zusammenhang mit 5 beschrieben, kann das in die
Wassereinlaßkammer 61A des Verteilers 6A geflossene
Wasser ordnungsgemäß durch
den Wassereinlaß 60A abgelassen
werden, während
das Wasser, welches in die Heißwasser-Auslaßkammer 61B geflossen
ist, ordnungsgemäß durch
die Hilfswasserauslaßöffnung 62 abgelassen
werden kann. Die Anordnung von einem von dem Wassereinlaß 60A und
dem Heißwasserauslaß 60B in
einer höheren
Position beeinträchtigt
daher nicht die Effizienz beim Wasserablassen.
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Obwohl
beim Warmwasserbereiter A1 die Wasserrohre 5 und die obere
Wand 70a sowie die Bodenwand 70b der Umhüllung 7 geneigt
sind, ist die Gasauslaßöffnung 71 nicht
geneigt und erstreckt sich in horizontaler Richtung. Daher besitzt
der Warmwasserbereiter A1 ein breites Anwendungsgebiet. Beispielsweise
ist ein Verbindungsbereich, der in einem Rohrraum eines Appartements
vorgesehen ist, im allgemeinen so konzipiert, daß er eine Verbindung für eine horizontal
verlaufende Gasauslaßöffnung eines
Warmwasserbereiters schafft. Daher kann der Warmwasserbereiter A1
in geeigneter Weise in einem Bereich installiert werden, der mit
einem derartigen Verbindungsbereich versehen ist.
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9 zeigt
eine andere Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Warmwasserbereiters.
In dieser 9 sind diejenigen Elemente,
welche identisch mit oder ähnlich
denjenigen der ersten Ausführungsform
sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wie sie bei der
ersten Ausführungsform
verwendet sind.
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Der
in 9 dargestellte Warmwasserbereiter A2 ist vom stehenden
Typ und so konzipiert, daß er
auf dem Boden installiert wird, wobei er ein äußeres Gehäuse 4 mit einer Seitenwand
aufweist, die mit einer Vielzahl von Rohrverbindungsbereichen 40 versehen
ist. Bei dem Warmwasserbereiter A2 ist der Neutralisierer 2 in
dem Bereich unterhalb des vorstehenden Bereiches Sb des sekundären Wärmetauschers
B angeordnet, wobei der Raum effizient genutzt wird.
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Andererseits
wird der Raum unterhalb des vorstehenden Bereiches Sa verwendet
als Rohrverbindungsbereich für
den primären
Wärmetauscher 1 und
den sekundären
Wärmetauscher
B, und die Rohre für
die Wärmetauscher
sind gemeinsam in diesem Bereich vorgesehen.
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Wie
sich im Zusammenhang mit dieser und der anderen Ausführungsform
ergibt, gilt folgendes: Wenn der sekundäre Wärmetauscher B so ausgelegt ist,
daß er
von dem Gehäuse 10 des
primären
Wärmetauschers 1 vorsteht,
so können
die Räume
unterhalb der vorstehenden Bereiche effizient verwendet werden,
indem man in geeigneter Weise andere konstruktive Teile des Warmwasserbereiters
dort anordnet. Mit einer derartigen Konstruktion wird eine Zunahme
der Gesamtgröße des Warmwasserbereiters verhindert.
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Die
Erfindung ist jedoch nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt.
Die spezielle Konstruktion von jedem Teil des Warmwasserbereiters
gemäß der Erfindung kann
im Design in verschiedener Weise variiert werden.
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Als
Wasserrohre für
den sekundären
Wärmetauscher
können
auch andere Wasserrohre als geradlinige Wasserrohre verwendet werden,
beispielsweise können
U-förmige
Wasserrohre verwendet werden. Wenn solche U-förmigen Wasserrohre verwendet
werden, so kann dafür
gesorgt werden, daß das
heiße
Wasser längs
einer U-förmigen
Biegung in den U-förmigen
Rohren selbst strömt.
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Daher
kann der Verteiler 6B entfallen, der bei den oben beschriebenen
Ausführungsformen
vorgesehen ist, um eine U-förmige
Umlenkung des heißen Wassers
zu ermöglichen,
so daß die
Konstruktion des sekundären
Wärmetauschers
vereinfacht werden kann. Der Neigungswinkel der Wasserrohre des sekundären Wärmetauschers
ist nicht auf einen speziellen Wert beschränkt.
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Es
ist lediglich erforderlich, daß die
Innenoberflächen
der oberen Wand und der Bodenwand der Umhüllung unter einem Winkel geneigt
sind, der ungefähr
gleich dem Neigungswinkel der Wasserrohre ist. Daher ist in ähnlicher
Weise wie bei den Wasserrohren der Neigungswinkel der Innenoberflächen nicht
auf einen speziellen Wert beschränkt.
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Als
Brenner kann auch ein anderer Brenner als ein Gasbrenner verwendet
werden, beispielsweise ein Ölbrenner,
und der Brenner ist hinsichtlich seines Typs nicht eingeschränkt. Anstatt
eine Struktur mit aufsteigendem Verbrennungsgas zu verwenden, wobei
das vom Brenner erzeugte Verbrennungsgas nach oben strömt, kann
der Warmwasserbereiter gemäß der Erfindung
auch so aufgebaut werden, daß eine
umgekehrte Struktur verwendet wird, bei welcher das Verbrennungsgas
nach unten strömt.
In einem solchen Falle wird der sekundäre Wärmetauscher unterhalb vom primären Wärmetauscher
angeordnet.
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Der
erfindungsgemäße Warmwasserbereiter kann
auch als ein solcher Warmwasserbereiter konzipiert werden, der nicht
nur für
Warmwasser in der Küche
oder im Bad vorgesehen ist. Beispielsweise kann der Warmwasserbereiter
so konzipiert werden, daß er
zum Heizen eines Bodens, zum Schmelzen von Schnee oder dergleichen
verwendet wird, und die Zielrichtung sowie die Verwendung von heißem Wasser
wird dabei keinesfalls eingeschränkt.
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Zusammenfassung
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Ein
sekundärer
Wärmetauscher
(B) zur Wiedergewinnung von latenter Wärme aus Verbrennungsgas weist
Wasserrohre (5) auf, die jeweils so geneigt sind, daß ein erstes
Ende (50a) niedriger positioniert ist als ein zweites Ende
(50b). Beim Ablassen von Wasser aus jedem der Wasserrohre
(5) kann daher dafür
gesorgt werden, daß das
Wasser gleichmäßig in einen
Wassereinlaß-
und Heißwasser-Auslaßverteiler
(6A) strömt,
der mit den ersten Enden (50a) verbunden ist. Der sekundäre Wärmetauscher (B)
besitzt eine Umhüllung
(7), die eine obere Wand (70a) und eine Bodenwand
(70b) aufweist, welche so geneigt sind, daß ihre Innenoberflächen im
allgemeinen parallel zu den Wasserrohren (5) verlaufen,
und die oberen und unteren Spalte (79a, 79b) über bzw. unter
den Wasserrohren (5) haben konstante Breiten (s2, s3).
Damit kann das Ausmaß der
Wärmerückgewinnung
aus dem Verbrennungsgas gesteigert werden, welches durch die Spalte
(79a, 79b) hindurchgeht.