DE1245082B

DE1245082B - Boiler with built-in water heater

Info

Publication number: DE1245082B
Application number: DEB67471A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Robert Lotz
Original assignee: Beteiligungs und Patentverwaltungs GmbH
Current assignee: Beteiligungs und Patentverwaltungs GmbH
Priority date: 1962-05-30
Filing date: 1962-05-30
Publication date: 1967-07-20

Description

Heizkessel mit eingebautem Brauchwasserbereiter Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Heizkessel mit einem Brauchwasserbereiter, der aus einem von oben her in den Heizkessel eingesetzten zylindrischen Behälter besteht und von einem Heizwassermantel umschlossen ist. Die Aufgabe besteht darin, bei einfachem Aufbau des Heizkessels leichten Ausbau des Warmwasserbereiters sowie eine große Wärmetauschfläche bei gleichzeitiger an sich bekannter Gegenstromführung von Heiz- und Brauchwasser zu erzielen. Hierfür zeichnet sich der Heizkessel vorstehender Gattung nach der Erfindung dadurch aus, daß der obere Teil des Heizwassermantels über eine Vorlaufleitung mit einem stark beheizten Teil des Heizkessels verbunden ist und daß innerhalb des Bratichwasserbereiters und mittig zu diesem ein als Führungsfläche dienender Zylinder angeordnet ist, dessen auf dem Boden des Brauchwasserbereiters sitzender Rand Durchtrittöffnungen für das Brauchwasser hat, das beim Betrieb des Heizkessels durch diese Durchtrittöffnungen in den Ringraum zwischen dem Führungszylinder und dem Brauchwasserbereiter und dort im Gegenstrom zum Heizwasser nach oben strömt. Das Heizwasser tritt über einen im oberen Bereich des Heizwassermantels in Höhe der oberen Austrittöffnung der Vorlaufleitung -des Brauchwasserbereiters durch eine mit Durchtrittöffnungen versehene Ringplatte abgeteilten Ringkanal verteilt in den Heizwassermantel ein.Boiler with built-in hot water heater The present invention refers to a boiler with a domestic water heater that consists of a Cylindrical container inserted into the boiler from above and from is enclosed in a heating water jacket. The task is with simple Construction of the boiler easy removal of the water heater as well as a large one Heat exchange surface with simultaneous, known countercurrent flow of heating and hot water. For this, the boiler stands out above Type according to the invention characterized in that the upper part of the heating water jacket Connected via a flow line to a heavily heated part of the boiler is and that within the Bratich water maker and in the middle of this one as a guide surface Serving cylinder is arranged, its on the bottom of the water heater seated edge has passage openings for the service water that is used during the operation of the Boiler through these openings in the annular space between the guide cylinder and the domestic water heater and there flows upwards in countercurrent to the heating water. The heating water passes through a height in the upper area of the heating water jacket the upper outlet opening of the flow line of the water heater through a provided with passage openings ring plate divided ring channel distributed in the Heating water jacket on.

Vorzugsweise kann bei einem solchen Heizkessel ein zweiter Zylinder vorgesehen sein, der von der Abschlußdecke des Brauchwasserbereiters aus in den oberen Teil des ersten Zylinders und mit solchem Abstand von diesem hineinragt, daß ein ringzylindrischer Raum gebildet wird, in dem das aus dem äußeren ringzylindrischen Raum des Brauchwasserbereiters über den oberen Rand des ersten Zylinders übertretende Wasser absinkt.A second cylinder can preferably be used in such a boiler be provided from the end cover of the water heater in the the upper part of the first cylinder and protrudes at such a distance from it, that an annular cylindrical space is formed in which from the outer annular cylindrical Space of the water heater crossing over the top of the first cylinder Water sinks.

Vorteilhaft ist es hierbei, wenn das warme Brauchwasser innerhalb des zweiten Zylinders nahe der Abschlußdecke des Brauchwasserbereiters entnommen wird.It is advantageous if the hot water is inside of the second cylinder near the end ceiling of the water heater will.

Schließlich kann vorzugsweise die Vorlaufleitung für den Brauchwasserbereiter durch einen rinnenförmigen Einsatzteil, z. B. mit einem U-Profil im waagerechten Querschnitt, gebildet werden, der innerhalb des Heizwassermantels mit seinen beiden Längskanten an der Außenwand des Mantels befestigt ist.Finally, the flow line for the water heater can preferably be used by a channel-shaped insert part, e.g. B. with a U-profile in the horizontal Cross-section to be formed, the inside of the heating water jacket with its two Longitudinal edges are attached to the outer wall of the jacket.

Bei einem Heizkessel nach der Erfindung kann der Brauchwasserbereiter als glatter zylindrischer Behälter ohne aufwendige Einbauten und Durchdringungen ausgeführt sein, wodurch die Herstellungskosten vermindert werden und die Bildung von Kesselstein vermindert wird, so daß sich auch die Kosten für die Wartung des Brauchwasserbereiters verringern. Die Führungsflächen können, da sie keinem einseitigen Wasserdruck ausgesetzt sind, dünnwandig sein. Da es nicht auf einen guten Wärmeübergang an diesen Flächen ankommt, ist es möglich, sie z. B. aus korrosionsbeständigem Kunststoff herzustellen. Durch den von den Führungsflächen erzwungenen Gegenstrom wird ein großes Temperaturgefälle zwischen Heiz- und Brauchwasser und damit eine hohe Wärmeleistung erzielt.In a boiler according to the invention, the water heater as a smooth, cylindrical container without complex internals and penetrations be carried out, thereby reducing the manufacturing cost and the formation of scale is reduced, so that the maintenance costs of the The water heater. The guide surfaces can, as they are not one-sided Exposed to water pressure, be thin-walled. As it is not due to good heat transfer arrives at these surfaces, it is possible to use them e.g. B. made of corrosion-resistant plastic to manufacture. Due to the countercurrent forced by the guide surfaces, a large temperature gradient between heating and service water and thus a high heat output achieved.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes der obere Teil eines Heizkessels in einem senkrechten Mittelschnitt dargestellt.In the drawing is an exemplary embodiment of the subject matter of the invention the upper part of a boiler shown in a vertical center section.

Der Feuerraum 1 des Heizkessels wird von einem glockenartigen Wasserraum umgeben, dessen zylindrischer Teil t sich nach oben hin in einen Heizwasserinantel 3 fortsetzt. Dieser umschließt einen von oben her eingesetzten, allseitig geschlossenen zylindrischen Brauchwasserbereiter 4.The furnace 1 of the boiler is surrounded by a bell-shaped water chamber surrounded, whose cylindrical part t extends upwards into a heating water jacket 3 continues. This encloses one that is inserted from above and is closed on all sides cylindrical hot water heater 4.

Innerhalb des Feuerraumes 1 befindet sich eine Brennkammer 5, die ringsum von einem Heizwassermantel 6 in an sich bekannter Weise umschlossen ist und eine nach unten gerichtete Austrittöffnung für die Heizgase aufweist. Die von der Brennkammer ausgehenden Heizgase gleiten nach den eingezeichneten Pfeilen zuerst an der Innenseite und anschließend an der Außenseite des Heizwassermantels 6 entlang, so daß dieser besonders stark beheizt wird.Inside the furnace 1 is a combustion chamber 5, which is enclosed all around by a heating water jacket 6 in a manner known per se and has a downwardly directed outlet opening for the heating gases. The from The hot gases emanating from the combustion chamber slide first according to the arrows shown on the inside and then on the outside of the heating water jacket 6, so that it is heated particularly strongly.

Vom oberen Bereich des Heizwassermantels 6 ist ein kesselwasserführender Kanal 7 in das Innere des zylindrischen Wasserraumes 2 hineingeführt und dort an eine Vorlaufleitung 8 für den Brauchwasserbereiter 4 angeschlossen. Diese Leitung wird durch ein U-Eisen gebildet, das im Inneren des Heizwassermantels 3 mit seinen Längskanten an der Außenwand angeschweißt ist. Dies kann durch Anhaften geschehen, da die Verbindung zwischen dem U-Eisen und der Wand nicht dicht zu sein braucht, weil sowohl das innerhalb der Leitung 8 befindliche Wasser als auch das sie umspülende Wasser in dem Mantel 3 vom Kessel stammendes Heizwasser ist. Die Vorlaufleitung 8 mündet mit ihrem oberen Ende in einen Ringkanal 9, der am oberen Ende des Heizwassermantels 3 den Brauchwasserbereiter 4 umschließt. Der Boden 21 des Ringkanals 9 hat Durchtrittöffnungen 10, die auf dem Umfang so angeordnet sind, daß das aus der Leitung 8 in den Kanal eintretende Heizwasser möglichst gleichmäßig über den Innenraum des Mantels 3 verteilt wird. An den Ringkanal ist die zu dem Ausdehnungsgefäß führende Leitung 11 angeschlossen. Die an sich bekannten Anschlüsse für den Heizungsvor- und -rücklauf an dem Wasserraum 2 sind nicht dargestellt.From the upper area of the heating water jacket 6, a boiler water-carrying channel 7 is led into the interior of the cylindrical water space 2 and there connected to a flow line 8 for the domestic water heater 4 . This line is formed by a U-iron which is welded inside the heating water jacket 3 with its longitudinal edges on the outer wall. This can be done by sticking, since the connection between the U-iron and the wall does not need to be tight, because both the water located within the line 8 and the water around it in the jacket 3 is heating water originating from the boiler. The upper end of the flow line 8 opens into an annular channel 9 which encloses the domestic water heater 4 at the upper end of the heating water jacket 3. The bottom 21 of the annular channel 9 has passage openings 10 which are arranged on the circumference in such a way that the heating water entering the channel from the line 8 is distributed as evenly as possible over the interior of the jacket 3. The line 11 leading to the expansion vessel is connected to the annular channel. The known connections for the heating flow and return to the water space 2 are not shown.

In den Brauchwasserbereiter 4 ist gleichachsig zu diesem ein dünnwandiger, gerader Ringzylinder 12 eingesetzt. Sein unterer Rand, mit dem er auf dem Boden des Brauchwasserbereiters 4 steht, hat gleichmäßig über den Umfang verteilte Durchtrittöffnungen 13. Sein oberer Rand hat einen gewissen Abstand von dem oberen Abdeckblech des Brauchwasserbereiters 4. Der Durchmesser des Zylinders 12 ist kleiner als der des Brauchwasserbereiters 4, so daß sich zwischen der zylindrischen Wand des Brauchwasserbereiters 4 und dem Zylinder 12 ein ringzylindrischer Raum 14 befindet.In the water heater 4, a thin-walled, straight ring cylinder 12 is used coaxially to this. Its lower edge, with which it stands on the bottom of the water heater 4, has openings 13 evenly distributed over the circumference. Its upper edge is at a certain distance from the upper cover plate of the water heater 4. The diameter of the cylinder 12 is smaller than that of the water heater 4, so that there is an annular cylindrical space 14 between the cylindrical wall of the water heater 4 and the cylinder 12.

Von dem oberen Abdeckblech des Brauchwasserbereiters 4 aus ragt ein weiterer Zylinder 15 in den Zylinder 12 hinein. Er ist gleichachsig zu diesem angeordnet und hat einen kleineren Durchmesser, so daß sich zwischen den beiden Zylindern ein ringzylindrischer Raum 16 befindet. Der untere Rand des Zylinders 15 liegt beispielsweise im oberen Drittel der Höhe des Zylinders 12. In der unteren Hälfte des Brauchwasserbereiters 4 hat dieser ein Mannloch, das von einem Deckel 17 verschlossen ist. Durch diesen Deckel sowie durch den Deckel eines entsprechenden Mannloches in der Außenwand des Heizwassermantels 3 sind die Zu- und Ableitungsrohre für das Brauchwasser hindurchgesteckt. Das Zuleitungsrohr 18 für das Kaltwasser endet in einer der Durchtrittsöffnungen 13 unten. Das Warmwasserentnahmerohr 19 erstreckt sich von dem Mannloch 17 aus senkrecht nach oben und hat seine Eintrittöffnung in der Nähe des oberen Abschlußbleches des Brauchwasserbereiters 4. Von dem Mannloch 17 erstreckt sich ferner der Auslauf eines Umlaufrohres 20 für das Brauchwasser ein kurzes Stück nach oben. Das in dem Heizwassermantel 6 der Brennkammer 5 stark erhitzte Heizwasser steigt in der Vorlaufleitung 8 nach oben und gelangt über den Ringkanal 9 in den Heizwassermantel3. In diesem sinkt es infolge der durch den Wärmetausch mit dem Brauchwasserbereiter bewirkten Abkühlung nach unten und gelangt so in den Wasserraum 2. Das über dem Boden des Brauchwasserbereiters 4 befindliche Wasser von niedriger Temperatur, insbesondere das durch die Leitung 18 zugeführte Kaltwasser, tritt durch die Durchtrittöffnungen 13 in den ringzylindrischen Raum 14 und steigt in diesem hoch, da es durch die Wand des Brauchwasserbereiters 4 aus dem im Heizwassermantel 3 befindlichen Heizwasser Wärme aufnimmt. Dass so erhitzte Wasser tritt über den oberen Rand des Zylinders 12 und sinkt in dem ringzylindrischen Raum 16 zwischen den Zylindern 12 und 15 nach unten, es mischt sich daher unterhalb des Zylinders 15 mit dem übrigen im Brauchwasserbereiter 4 enthaltenen Wasser. Infolgedessen hat das Wasser dicht unterhalb des oberen Abschlußbleches des Brauchwasserbereiters 4 nicht die höchste Temperatur, so daß nicht das heißeste Brauchwasser durch das Rohr 19 entnommen wird. Es werden daher die Unzuträglichkeiten vermieden, die vor allem nach längeren Stillstandszeiten damit verbunden sind, daß das Zapfen von sehr heißem Wasser möglicherweise mit einer Dampfentwicklung verbunden ist.Another cylinder 15 protrudes into the cylinder 12 from the upper cover plate of the water heater 4. It is arranged coaxially to this and has a smaller diameter, so that an annular cylindrical space 16 is located between the two cylinders. The lower edge of the cylinder 15 lies, for example, in the upper third of the height of the cylinder 12. In the lower half of the water heater 4 , the latter has a manhole which is closed by a cover 17. Through this cover and through the cover of a corresponding manhole in the outer wall of the heating water jacket 3, the inlet and outlet pipes for the service water are inserted. The supply pipe 18 for the cold water ends in one of the passage openings 13 at the bottom. The hot water extraction pipe 19 extends vertically upwards from the manhole 17 and has its inlet opening near the upper end plate of the water heater 4. From the manhole 17 , the outlet of a circulation pipe 20 for the service water also extends a short distance upwards. The heating water, which is strongly heated in the heating water jacket 6 of the combustion chamber 5, rises in the flow line 8 and reaches the heating water jacket 3 via the annular duct 9. In this it sinks as a result of the cooling brought about by the heat exchange with the water heater and thus reaches the water space 2. The water of low temperature above the bottom of the water heater 4 , in particular the cold water supplied through the line 18, passes through the passage openings 13 in the annular cylindrical space 14 and rises in this, since it absorbs heat through the wall of the water heater 4 from the heating water located in the heating water jacket 3. The water heated in this way passes over the upper edge of the cylinder 12 and sinks downward in the annular cylindrical space 16 between the cylinders 12 and 15; it therefore mixes below the cylinder 15 with the rest of the water contained in the domestic water heater 4. As a result, the water just below the upper cover plate of the water heater 4 does not have the highest temperature, so that the hottest domestic water is not taken through the pipe 19. It therefore avoids the inconveniences that are associated with the fact that the tapping of very hot water is possibly associated with the development of steam, especially after long periods of inactivity.

Der durch den Zylinder 12 erzwungene Gegenstrom zwischen dem Brauchwasser innerhalb des Brauchwasserbereiters 4 und dem Heizwasser innerhalb des Heizwassermantels 3 gewährleistet ein über der ganzen Höhe des Brauchwasserbereiters 4 etwa gleich großes Temperaturgefälle und damit einehohe Wärmedurchgangsleistung. Infolgedessen kann der Brauchwasserbereiter bei gleichbleibender Leistung kleinere Abmessungen erhalten als bisher.The countercurrent between the domestic water, forced by the cylinder 12 inside the water heater 4 and the heating water inside the heating water jacket 3 ensures that the water heater 4 is approximately the same over the entire height large temperature gradient and thus a high heat transfer rate. Consequently the water heater can have smaller dimensions while maintaining the same performance received than before.

Claims

Claims: 1. Boiler with a water heater, which consists of a cylindrical container inserted into the boiler from above and is enclosed by a heating water jacket, characterized in that the upper part of the heating water jacket (3) via a flow line (8) with a strong heated part of the boiler is connected and that within the water heater (4) and in the middle of this serving as a guide surface cylinder (12) is arranged, the edge of which sits on the bottom of the water heater has passage openings (13) for the hot water, which during operation of the Boiler through these passage openings into the annular space (14) between the guide cylinder (12) and the domestic water heater and there in countercurrent to the heating water flows upwards, which flows through a through an opening in the upper area of the heating water jacket at the level of the upper outlet opening of the flow line of the domestic water heater (10) provided ringp Latte (21) divided ring channel (9) distributed into the heating water jacket.

2. Boiler according to claim 1, characterized in that a second cylinder (15) from the end ceiling the water heater (4) from in the upper part of the first cylinder (12) and protrudes at such a distance from this that an annular cylindrical space (16) is formed is, in which from the outer annular cylindrical space (14) of the water heater Water passing over the upper edge of the first cylinder (12) drops.

3. Boiler according to claim 1 or 2, characterized in that the warm domestic water is taken from within the second cylinder (15) near the end cover of the domestic water heater (4) .

4. Boiler according to one of claims 1 to 3, characterized in that the flow line for the water heater through a channel-shaped insert part (8), for. B. is formed with a U-profile in horizontal cross section, which is attached within the heating water jacket (3) with its two longitudinal edges on the outer wall of the jacket. Considered publications: German Patent Specifications No. 215187, 1074 839; French additional patent specification No. 74 273 to French patent specification No. 1107156; U.S. Patent No. 1775 208.