DE1242343B

DE1242343B - Von einem Heizkessel fuer Wassersammelheizungsanlagen beheizter Warmwasserbereiter

Info

Publication number: DE1242343B
Application number: DEO10615A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Kunkel
Original assignee: Hoval AG
Current assignee: Hoval AG
Priority date: 1965-01-21
Filing date: 1965-01-21
Publication date: 1967-06-15
Also published as: FR1463740A; BE675338A; LU50294A1; AT255701B; GB1123334A; CH449894A; NL6600762A

Description

Von einem Heizkessel für Wassersammelheizungsanlagen beheizter Warmwasserbereiter Die Erfindung bezieht sich auf einen von einem Heizkessel für Wassersammelheizungsanlagen beheizten Warmwasserbereiter, der auf dem Heizkessel angeordnet ist und mit einem die Brauchwassertemperatur begrenzenden Thermostaten, einer den oberen Bereich seines vom Kesselwasser durchflossenen Teils mit dem oberen Bereich des Kesselwasserraumes verbindenden Steigeleitung und einer zum Kesselwasserraum führenden Rücklaufleitung ausgestattet ist.
Bei Heizkesseln für größere Sammelheizungsanlagen kommen immer häufiger Betriebstemperaturen des Heizkessels in Frage, -die um oder über 100° C liegen, beispielsweise Kesselwassertemperaturen von 110 bis 130° C. Zum Zwecke einer zentralen Warmwasserbereitung und -versorgung sind derartige Heizkessel auch mit einem Warmwasserbereiter ausgestattet, der unmittelbar auf den Heizkessel -aufgesetzt und mit diesem wasserführend verbunden ist. Dabei tritt jedoch der Umstand ein, daß das Brauchwasser in dem Warmwasserbereiter von dem den kesselwasserführenden Teil des Warmwasserbereiters durchströmenden, hocherhitzten Kesselwasser auf eine unerwünscht hohe Temperatur aufgeheizt wird. Die Brauchwassertemperatur kann auf einen solchen Betrag ansteigen, der etwa der Kesselwassertemperatur entspricht und weit über der noch brauchbaren Brauchwassertemperatur von ungefähr 75 bis 80° C liegt, so daß an den Zapfstellen zu heißes Brauchwasser oder sogar Dampf austritt.
Der Erfindung liegt die Aufgäbe zugrunde, einen Warmwasserbereiter der eingangs genannten _ Art derart zu vervollkommnen, daß in zuverlässiger und sicherer Weise eine rasche Aufheizung des Brauchwassers auf eine gewünschte Brauchwassertemperatur stattfindet und diese nicht überschritten wird.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß dem unteren Ende der Steigeleitung zwischen Warmwasserbereiter und Heizkessel ein Wasserverschluß (Siphon) vorgeschaltet ist, der einen in Strömrichtung des Kesselwassers aufwärts führenden Durchflußkanal und einen an diesen sich anschließenden, abwärts führenden Durchflußkanal aufweist, und daß in der Rücklaufleitung eine vom Thermostaten im Warmwasserbereiter gesteuerte Umwälzpumpe und- eine entgegen der Strömrichtung des Rücklaufwassers selbsttätig schließende Absperrvorrichtung angeordnet sind.
Hierdurch werden folgende Vorteile erreicht: Bei Unterschreiten der am Thermostaten des Warmwasserbereiters eingestellten gewünschten Brauchwassertemperatur wird das Kesselwasser mittels der Umwälzpumpe im Zwangsumlauf durch den Warmwasserbereiter gefördert, wobei die Absperrvorrichtung für das Rücklaufwasser, beispielsweise eine Rückschlagklappe, durch den Pumpendruck geöffnet wird, so daß das Brauchwasser rasch aufgeheizt wird. Sobald das Brauchwasser die am Thermostaten eingestellte Temperatur erreicht hat, schaltet dieser die Umwälzpumpe ab. Gleichzeitig schließt die Absperrvorrichtung die Rücklaufleitung, so daß kein Schwerkraftumlauf des Kesselwassers durch den Warmwasserbereiter stattfinden kann. Bei abgeschalteter Umwälzpumpe und geschlossener Absperrvorrichtung in der Rücklaufleitung verhindert derWasserverschluß, daß in dem Steigerohr ein sogenannter Einrohr-Umlauf auftritt. Es wurde nämlich gefunden, daß bei dem erforderlichen Querschnitt des Steigerohres selbst bei geschlossener Absperrvorrichtung in dem Steigerohr sowohl eine Aufwärtsströmung des heißen Kesselwassers als auch eine Abwärtsströmung von abgekühltem Kesselwasser eintreten kann und daß dieser Umlauf in ein und demselben Rohr eine rasche Aufheizung des Warmwasserbereiters und damit einen weiteren Anstieg der Brauchwassertemperatur über die am Thermostaten eingestellte gewünschte Temperatur zur Folge hat. Durch den am unteren Ende der Steigeleitung angeordneten Wasserverschluß, in dem das ihn durchströmende Kesselwasser zweimal um im wesentlichen 180° umgelenkt wird und über eine gewisse Strecke abwärts strömen muß, wird dem Auftrieb des heißen Kesselwassers aus dem Heizkessel und der abwärts gerichteten Kraft des in der Steigeleitung befindlichen, vom Brauchwasser abgekühlten Kesselwassers ein so großer Widerstand entgegengesetzt, daß ein Einrohr-Umlauf in der Steigeleitung nicht eintreten kann.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der in Strömrichtung aufwärts führende Durchflußkanal des Wasserverschlusses (Siphon) in zwei Kammern unterteilt, von denen die eine Kammer mit dem Kesselwasserraum und die andere Kammer mit dem Wasserraum eines im Feuerraum des Heizkessels angeordneten wasserführenden Einbauteiles verbunden ist. Durch diese Ausbildung des Wasserverschlusses wird der Vorteil erzielt, daß einerseits das heißeste Kesselwasser aus dem am stärksten beheizten Heizkesselinnenteil mittels der Umwälzpumpe durch den Warmwasserbereiter gefördert werden kann, um das Brauchwasser rasch auf die gewünschte Temperatur aufzuheizen, und daß andererseits gleichzeitig Kesselwasser aus dem Kesselwassermantel infolge der ejektorähnlichen Wirkung des in zwei Kammern unterteilten aufwärts führenden Durchflußkanals des Wasserverschlusses mitgezogen wird. Es wird dadurch vermieden, daß sich während des Aufheizvorganges des Warmwasserbereiters nur das Kesselwasser im Heizkesseleinbauteil abkühlt und sich im oberen Teil des Kesselwassermantels, an dem die den Brenner steuernden Thermostate angeordnet sind, heißes Kesselwasser anstaut und infolgedessen die Thermostate den Brenner abgeschaltet halten oder zu früh abschalten, obgleich dem Heizkessel durch den Warmwasserbereiter noch große Wärmemengen entzogen werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Warmwasserbereiters nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt die Figur schematisch einen Heizkessel mit einem über diesem angeordneten Warmwasserbereiter im senkrechten Längsmittelschnitt.
Der Heizkessel l besitzt einen Kesselwassermantel2 und einen Einbauwassermantel 3, der eine Brennkammer 4 für einen Brenner 5 einschließt. Die Verbrennungsgase treten aus der Brennkammer 4 durch eine Überströmöffnung 6 in dem Einbauwassermantel 3 in einen zwischen dem Kesselwassermantel 2 und dem Einbauwassermantel 3 befindlichen ringzylindrischen Heizgaszug 7, den sie in Umfangsrichtung durchströmen und durch den Rauchgasabzugstutzen 8 verlassen. Am oberen Bereich des Kesselwassermantels 2 befindet sich ein Anschlußstutzen 9 für die Vorlaufleitung und am unteren Bereich ein Anschlußstutzen 10 für die Rücklaufleitung der Heizungsanlage.
Auf dem Heizkessel 1 ist ein Warmwasserbereiter 11 angeordnet, der einen Anschlußstutzen 12 für die Entnahme von warmem Brauchwasser und einen Anschlußstutzen 13 für die Zuleitung von kaltem Leitungswasser besitzt. Der das Brauchwasser enthaltende Teil des Warmwasserbereiters ist von einem kesselwasserführenden Mantel 14 umgeben und außerdem von einer größeren Anzahl kesselwasserführender Heizrohre 15 senkrecht durchsetzt. Der obere Bereich des kesselwasserführenden Mantels 14 ist durch eine Steigeleitung 16 mit dem Heizkessel l wasserführend verbunden. An dem unteren Ende der Steigeleitung 16 ist ein Wasserverschluß (Siphon) 17 angeordnet, in den die Steige-Leitung 16 von oben hineinragt und in dem. ein i`opf 18 derart angeordnet ist, daß der Wasserverschluß, in Strömrichtung des Kesselwassers gesehen, einen aufwärts führenden ringzylindrischen Durchflußkanal 19 und einen an diesen sich anschließenden abwärts führenden ringzylindrischen Durchflußkana120 besitzt. Das den Wasserverschluß durchströmende Kesselwasser wird zweimal um 180° umgelenkt und muß auf seinem Wege durch den Wasserverschluß in dem Durchflußkanal 20 nach unten strömen, bevor es in der Steigeleitung 16 weiter aufsteigen kann. In den Durchflußkanal 19 ragt von unten her ein topfähnliches Paß-Stück 21 hinein, welches den Durchflußkana119 wiederum in zwei ringzylindrische Kammern 22 und 23 unterteilt. Die Kammer 22 steht über das untere offene Ende des Wasserverschlusses 17 mit dem Kesselwassermantel 2 des Heizkessels 1 in unmittelbarer Verbindung. Die Kammer 23 ist durch eine an das untere Ende des Paß-Stückes 21 angeschlossene Leitung mit dem Einbauwassermantel 3 des Heizkessels 1 verbunden.
Der untere Bereich des kesselwasserführenden Mantels 14 ist durch eine Rücklaufleitung 24 an den Rücklaufanschlußstutzen 10 des Heizkessels 1 angeschlossen. In der Rücklaufleitung 24 ist eine Umwälzpumpe 25 angeordnet, die durch eine elektrische Leitung 26 über ein Schaltschütz 27 mit einem Thermostaten 28 im Warmwasserbereiter verbunden ist und von diesem Thermostaten ein- und ausgeschaltet wird. Ferner ist in der Rücklaufleitung 24 eine Rückschlagklappe 29 angeordnet, die entgegen der Strömrichtung des Kesselwassers selbsttätig schließt und sich unter dem Pumpendruck der Umwälzpumpe 25 öffnet.
Wenn die Temperatur des Brauchwassers im Warmwasserbereiter 11 unter die am Thermostaten 28 eingestellte, gewünschte Brauchwassertemperatur absinkt, schaltet dieser Thermostat die Umwälzpumpe 25 ein. Die Umwälzpumpe 25 saugt das heißeste Kesselwasser aus dem Einbauwassermantel 3 durch den Wasserverschluß 17 an und fördert es durch die sich öffnende Rückschlagklappe 29 in den Rücklaufanschlußstutzen 10 des Kessels zurück. Durch den Pumpensog und durch das in der Kammer 23 hochströmende heißeste Kesselwasser wird das Kesselwasser des Kesselwassermantels 2 durch die Kammer 22 mitgezogen. Sobald das Brauchwasser die gewünschte Temperatur erreicht und der Thermostat 28 die Umwälzpumpe 25 abgeschaltet hat, schließt die Rückschlagklappe 29 die Rücklaufleitung 24, so daß kein Schwerkraftumlauf von Kesselwasser durch den Mantel 14 und die Heizrohre 15 stattfinden kann. Da das heiße Kesselwasser aus dem Kesselwassermantel 2 und dem Einbauwassermantel 3 höchstenfalls bis in die Kammern 22 und 23 des Durchflußkanals 19 auf Grund seiner Auftriebskraft hochsteigen, nicht aber in dem abwärts führenden Durchflußkana120 des Wasserverschlusses 17 nach unten strömen kann, wird durch den Wasserverschluß ein Einrohrumlauf in der Steigeleitung 16 unterbunden und infolgedessen eine weitere unbeabsichtigte und unerwünschte Erhöhung der Brauchwassertemperatur verhindert.

Claims

Patentansprüche: 1. Von einem Heizkessel für Wassersammelheizungsanlagen beheizter Warmwasserbereiter, der auf dem Heizkessel angeordnet ist und mit einem die Brauchwassertemperatur begrenzenden Thermostaten, einer den oberen Bereich seines vom Kesselwasser durchflossenen Teils mit dem oberen Bereich des Kesselwasserraumes verbindenden Steigeleitung und einer zum Kesselwasserraum führenden Rücklaufleitung ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem unteren Ende der Steigeleitung (16) zwischen Warmwasserbereiter und Heizkessel ein Wasserverschluß (17) vorgeschaltet ist, der einen in Strömrichtung des Kesselwassers aufwärts führenden Durchflußkanal (19) und einen an diesen sich anschließenden, abwärts führenden Durchflußkanal (20) aufweist, und daß in der Rücklaufleitung (24) eine vom Thermostaten (28) im Warmwasserbereiter gesteuerte Umwälzpumpe (25) und eine entgegen der Strömrichtung des Rücklaufwassers selbsttätig schließende Absperrvorrichtung (29) angeordnet sind.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in Strömrichtung aufwärts führende Durchflußkanal (19) des Wasserverschlusses (17) in zwei Kammern (22, 23) unterteilt ist, von denen die eine Kammer (22) mit dem Kesselwasserraum (2) und die andere Kammer (23) mit dem Wasserraum (3) eines im Feuerraum des Heizkessels angeordneten wasserführenden Einbauteiles verbunden ist.