DE1565189A1 - Elektrisch beheizter Heisswasserboiler - Google Patents
Elektrisch beheizter HeisswasserboilerInfo
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Description
- ELEKTRISCH BEFETZTFR HE'rSSWASSERBOILER Die Erfindung betrifft elektrisch beheizte Heisswasserboiler, insbesondere einen Gusswasserkessel für ein elektrisches Reisswasserbeheizungssystem.
- Elektrisch bei denen seitens eines eingetauchen elektrischen Beheizungselementes erzeugte Energie auf zirkulierendes Wasser durch Wärmeleitung übertragen wird, sind für Beheizungszwecke sehr günstig und praktisch,. weisen jedoch Nachteile auf, insbesondere penn versucht wird, einen elektrischen Boiler geringer Kapazität zu schaffen, der wegen des gewünschten Betriebszweckes für eine Anbringung an der Wand oder ähnliche Anbringungsarten ausgelegt sein muss. Diese Nachteile ergeben sich durch das Auftreten von Dampfstössen und das Vorliegen eingeschlossener Luft, wenn eine hohe Wärmedichte durch Wärmeleitung auf ein kleines Wasservolumen übertragen wird.
- Das Problem von Dampfstössen tritt auf, wenn kleine Wasservolumen in einem Boiler an einem Heizelement 'bewegungslos gehalten werden, weil wegen der Kapazität des Wärmeelementes das Wasser überhitzt wird und sich in Dampf umwandelt. Wenn dieser Zustand auftritt, wird eine Störung erzeugt, welche wie eir Ton klingt, den hjisses Eisen abgibt,
wenn man es plötzlich ins Warts u@ taucht. 1)::s Problem eingesch : o:3F:ener l sf i; tr=,.tt auf, wenn dem Wasser infolge Zahlreiche Verbesserungsvorschläge wurden bereits erprobt, um die Schwierigkeiten des Aiif-tretens von Dampfstössen und eingeschlossener Lull .^,u beseitigen. F.t, Vorschlag geht beispielsweise dahin, Vielfach- rohre zu verwenden. Eine derartige Konstruktion lässt sich jedoch nit-lic auf elektrische Boiler geringer Kapazität anwenden, welche iröglichst kompakt aueE,2fiihrt und leicht an einer Wand befestigbar :oin csollen. Folglich kehrte man wieder zu Kesseln zurück, welche ein 'grosser Wasservoju<iien enthalten. AUg.eneine.~ Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines zerbeGserten Kessels für elektrisch beheizte Heisswasserboiler, welcher die vorangohend erläui:erten Nachteile der, Auftretens von Dampfstössen zewje der "chädlich(_ri 'Wirkung eingeschlossener Luft vermeidet und Wärmeenergie auf das <:-'rl:ulierende Wasser durch elektrische Eintauch- heizkörper in einer l#'cise übertragen kann, dass ein stetig geregelter Betrieb ohne Zerstöru>?°; des Kessels oder der Eintauchheizelemente gewährleistet wird. Weiterer Zweck der Er'indung ist die Schaffung eines Kessels, welcher einen inneren Umlenkschirm verwendet, um die Wasserströmung durch den Boiler an den Beizeleri2-ni:en vorbeizuleiten und eingeschlossene Luft aus dem durch den BoiY.:r laufenden Wasser auszutragen. Hierbei besteht ein Zweck der Erfindri@g in der Schaffung eines einheitlichen Kessels für einen elehtriscitei: Boiler mit Wasserumlenkelementen zwecks Ver- rinderung einer Samm@@i:..g eingeschlossener Luft'in Taschen rund um r#iL Heizelemente, wo!-o:4. der Kessel eine Trenneinrichtung enthält, um eur -1i das Austragen c@c-r Luft seitens der ümlsnkelemente entstehende Lii -f vnn rTem Wasser #_ii c-ine Abscheideeiarichtung zu leiten. ;!ck der Erfindung; ist die Schaffung eines Kessels an einer Wand befestigbar w 11n(1 dessen lur@i-:_ #htiu@t; mittels T'luf:rs-3rwa.lge unkritisch ist. !@ _-i-@re-" Zweck der 'iiidunf:- ist die Schaffung eines kompakten, ein- in gegoasener vorm, wobei die Betriebssteu- @xun@e@:, . leizelerier :-- und andere zugeor-ßnete Bestandteile so gruppiert ,u d #7e )-dralitet ri=üvii. Ja;;s sich ein ein.C,ic:lies, zuverlässiges und viel- .@::.. t1Fes Iieizs@s t<aa .@- p;-Lbt;. #riE:; t##--er Z.ve:ck. :@@ 2rfindung ist die Schaffung eines Kessels, ;;elcher rotrar ohne p@nförderung des Massers einen Wasserdurchsatz durch rinn Boiler mi.;Lrl.:; Schwerkraft als Folge von Konvektionsströmen u,.7 'ii`ulge Fe=hlen:; v @r. Taschen gewährle-j_sten kann, in denen Luft #.@@;f;er:cülosfien ist- !=:r Kessel soll demgemäss jede Möglichkeit eines Aus'@rc.i,i-_ene von He--,i. st-.;elementen infolge umgebender Taschen mit ".,i.@@er.,.Tilossener L@i'i v3rmeiden. @: E@-f'i.ndung ist na#,:si;ehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. 1?r; zeigt: Fig. 1 eir. 'ii -:f ihrungsbeispiel eines erfindungsgemässen .Dussels fii.-- _. inzn elektrisch beheiiten Heisswasserboiler im Schnitt z=... Veranschaulichung der inneren Anordnung von T:'ri lenkschi. ->>cii, einer Luftabscheidungskammer und eines Iveizelemer@t.@@@ . Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2 - 2 von Fig. 1, Fig. i ein abgeändertes Aixsfi;.hrunigst)eieipiel eines erfindungs- gemässen Kessels in einer Teildarstellung ähnlich Fig. 1, Fig. r+ eine dcaialtung zur Verwendung mit einem erfindungs- heewässen Gewäss Fig. 1 üad 2 weist der dargestellte gegossene, elektrisch beheizte Boilerkessel 10 von angenäherter h-Form einen länglichen horizontalen Teil 10;x und einen senkrechten Teil 10b auf. Ein Wasser- ein 1_fiss '1 1 ist an einer Bodenwandung 12 das hoa#:izontalen Teiles 10a und ein Auslass 13 an einer Deckwandung 111 des senkrechten Teiles 10b ::@nlecardnet, damit. durch den Boiler. fliessendes Wasser einen im wesent- lichan durch P:L-e:ile 15 angegebenen Weg siiiramt. Längliche haarnadel- Heizeleman.te 1Ea -- d sind innerhalb Öffnungen 17 an gegeniiber- :-Legenden Endwandungen 113f 19 des Kessels angebracht. Die Öffnungen 17 @-nd mit innereei und äusaeren Auflageflächen 21 sowie Bolzenlöchern 22 @@-3!°sehen;- um die Heize temente durch Bolzen 23 in ihrer Stellung zu . _#a3_ten. it;n :für ein. Cn:c:`i@@ geaej_gf:es) TempE!ra turfül3.elemeiit einen Zugang direkt :i..a der i@asser.;i: @üung @3u schaffen, ist eine Öffnung 24 in einer End- @r:a@?u:ag 25 üecz Teiles 10b unmittelbar unterhalb des Aus- '1..1FS:@r;ax#clit#it@.E:F-I Zusätzlich eine. eine Öffnung 27 zur .. :@:°? :zE;ung eine-, .Ab:!-i-und eina ALslussöffnung A zur Schaffung Zugacigs 7>z ler. !@@isr:;:raannner vergerehen. Zum Zwecke der Befesti- des Kesse-3 .an eine:,^ Wand oder eüit:m Raum sind einstöckig ange- formte Auflagen 29 mit Gewindebohrungen ;air Aufnahme von Befestigungs-- 1@o::z en vorgesehfen. wird wafür gesorgt, llafii3 da: Wasser an den Reiz-- 2lenionten @iufeiiiandni,:'.- i.&,snd vorbeifl..terr3en :tann, Es ist auch Vorsorge gei;roffen, singr@fic:ha.c,rs:ere Luft von dim durc'i :ien Boiler laufenden Watiüer "ab@!rischei" zi i.assen, wobei. die zu der oberen Innenfläche ä#es Kosaels auft,#-#-zai#zen lserin und durch e@.ne :@@üY-tungsöffnung an. der 01)(i rrieii-'Ue rles Sessels - -)EPlassen werd 3n kann. Uni dies zu erreichen, is-t; i;omäss Fig. 1 ein .innerer Schirm 30 tiinfitückig mit der Endwandung 1$ unft Elen Seltenwandungen ;1, 32 des Rasse 1s ausgeführt. Der Schirm 30 ver Muft längs über Horizontalteil' ",()a d,iKessels mit einer nach ibAri gerichteten von der Vorder-- zur Mickseite, wobei der $cciiirn in einem gf:w:ie,i@n Abstand vor de:l@ E-.i(!-raac:ung 19- des Kessels endigt und einen T.u,. cl,rJ tt 34 zwischen oll sr,3n und unteren, durch Gien Schirm begrenzt#@r 'anmern 35, ;6 bildet, Die. obere Innenwandung 37 des horizontalen Absch:iii ts 10a ist von der Endwandung 19 neben dem 1)ux#clitr_-:'@t zwischen oberen und unteren l:ammern ausgehend gegen die Endwandung s£3 n6Ua:@ dem senkrechten Feil 10b ansteigend ausgeführt. Dur-,1, den Kesse, flie: -.erides- Nasser wird somit Fron dem Einlass 11 zu Um dusleiss "3 lär.i;.= eines Zickzaol,.wEE-Es vn jedem der Heizelemente 161 -. d vorbei3°@Tührt, rjcbei der arst@i@,cr@de Schirm zur Abscheidung von Luft sowie deren au:3 dem c!urch die untere Kammer ) ZU Durchtritt iinc: Jori dort zu der geneigten fr@.?e@nefar@lüuig dient, @JL. ;;i@c:erum zur .1tsrh3@_;iuip; und Weiterleitung 111f;: ajls #'u:--c", (üe obere hr.mnif)r Wasser zu dem - Bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung ist ersichtlich, dass wegen der Neigung des Schirmes 30 und der Innenfläche der oberen randung 37 die Anforderungen hinsichtlich einer Horizontalausrichtung der Einheit vermindert werden. Der Kessel kann ohne die Notwendigkeit einer genauen Horizontalausrichtung angebracht werden, Welche bei bekannten Boilern notwendig ist: Gemäss einem anderen wichtigen Merkmal der Erfindung sind Mittel vorgesehen, um Luft von dem Wasser zu trennen, bevor dieses durch den Auslass 13 des Kessels strömt. Demgemäss ist ein zweiter Schirm 38 in winkliger Anordnung in dem senkrechten Teil 10b des Kessels und unterhalb des Wasserauslasses vorgesehen. Ein einstückig angeformter Vorsprung 39, welcher von der oberen Wandung 14 des senkrechten Teiles 10b des Kessels ausgeht, bildet einen Durchtritt für das Wasser zum Durchflugs zu dem Auslass über eine Kammer 41. An der gegenüberliegen- den Seite den_V^raprungs 39 sowie des Schirmen= 38 ist eine Luftabscheidungskammer 42 Gebildet, in der sich eingeschlossene Luft durch eine leichte Turbulenz abscheidet, die durch die Strömungsrichtungs- änderung um den Schirm 38 hervorgerufen wird, wobei die Luft durch eine Lüftungeöffnung L=3 an der oberen Wandung 14 des Kessels abströmt.
nss Airsf i=hY-uirgsbcyspiel nach Fig. 3 ist eine gegenüber Fig. 1 @--I-c :- = 1Lic.irandc l "-.e form einer, Schirmes ''8a vorgesehen. 1n diesem Fall c:iu ol.er.@ f:andung 37a des hor:hont:-;,l.en Teils 10a horizontal libe:- dic# :;1i der: senkrechten Teil 10b dee Kesrels führendeÖffnung und i;t ::, einen v_nste:ir;enden Ende 38b, reiches in einem geringen .i7.nI:::L -,u der @:ndvrandutl@r 18a des Kesseln; verläuft. Das Wasser wird eir, t;r%itr#@cr@@ Segnent des benachbarten Reizelementes 16d geführt, 1T; i.i_rr,: z»;säi;z-' 7.(11e "1'Jischv:i rkung" das Wassers über diesem Element ..r-rV@i?#'c< n. Zusätzlich i,--t das Wasser einer stärkeren Richtungs- t nur:" @rnccrr=oi#:`'er, d3 dc>z Austrit=: d_chter an der Endwandung 18a 1;r.(1 Jas T:nde d._.- Sclr:: rjres 38b zu crem Vorsprung 39a im Abstand 1,j: .1(:,,e : ist. wure-' die Möglichkei-; e@ries Kurzschlusses der Wasser- _t direkt; an (@c;@usJ.a@:@@ vermi(3dcr: und die notwendige Turbulenz ;-lrr* »ar-c li"ührurtg der '@,riftabr;clieiclung ger:chaffen werden. 1#i , _"or--@ :ul;ric@n :lee Kec:se7.s gemäss der Erf:Lrr(.ung dient zur Beseitigung ( : :,;L::=@la.<rssener Luft, .-,eiche als Er,@ek)iLis einer Turbulenz in der j'u@;re n iioffo"ei-#e-i,# B=atandteil des @-irkulierenden Wassers wird. d:_s A.rftrr.ten von Dampf:3töasen vermieden, bei denen -@i.2 Hei: elerr@enL- befindliche 'Yas:ser :0_nfolge des durch den g=ri.r:T;n Volumens in Dampf umgesetzt wird. Qe3äss cer :@Y f = r aung :.eitet äei innere Schi-_^m 30a dae Wasser aufeinander- "@7@:anc n der= Heize" @.n@ntcn 16a -- d irr pine;- eienge vorbei, welche _uf-:@ei#.r;y. un @är;ne v--J-. den Elementen abzune?unen, bevor Dampf erzeugt @:na# ic:r@ 1-arin. 1. @:hrzl.:: :-.ier Weise wird das Problem der Entfernung von '- Taft; dem 1h-_ s@re.# 1-_:citigt, indem d(:-.^ Schirm 30a und die innere c't(,re lir.nduni '.?ü Jes 'Kessels, welchy zu -dem Luftabscheider führen, .äemäss Fig. 4 wird eine Raumtemperaturregelung für ein Beizsystem- isn 't;ar V-:rwendung des erfindungsgemässen Boilers vorzugsweise durch -i_ren (nicht gezeigten) zweistufigen, mit 24 Volt betriebenen Reiz- - Wenn an dem Thermostat die Raumtemperatur abfällt, schliessen die Kontakte der ersten Stufe, wob i der Stromkreis zwischen den Anschlüs- sen 1, 2 der Niederspannunganechlussklemme geschlossen wird, so dass eine Spannung gleichzeitig an einen Ablenkschalter 58 des Folgeschalters 52 und. einen Ablenkschalter 59 eines Pumpenrelais 60 gelegt wird. Nach einer Verzögerung von 15 Sekunden Dauer schliesst das Pumpenrelais und setzt eine (nicht gezeigte) Zirkulstionspumpe in Betrieb. Eine zusätzliche Verzögerung von 30 Sekunden ist für den Folgeschalter 52 notwendig, um Hauptkontakte 61 zu schliessen, welche das Heizelement 16a mit Strom versorgen. Eine Gruppe von Kontrollkontakten 62 an dem Folge- schalters 52 setzt einen Ablenkaehalter 64 und den Folgeschalter 53 in Betrieb. Nach einer Verzögerung von 45 Sekunden wird das Heizelement 16d eingeschaltet.
- Bei milden Wetterbedingungen halten diese beiden Heizelemente 16a und 16d die erforderliche Temperatur, und die restlichen Heizelemente 16b, 16c xerden nicht gebraucht. Wenn die Temperatur die Thereometereinstellung erreicht, öffnen die Kontakte der Stufe 1, und die Ablenk- Schalter 58, 59 an dem Folgeschalter 52 bzw. dem Pumpenrelais kühlen ah, um die Haupt- und Kontrollkontakte zu öffnen. Die Einstellung ist derart: gewählt, dass annähernd 45 Sekunden für den Folgeschalter und 90 Sekunden für das Pumpenrelais ablaufen. Eine Öffnung der Kontrollkoiitukte""62 an dem Folgeschalter 52 unterbricht den Stromfluss zu dem Anderungaschalter 64 des Fol.geschal'.ers 5,1; 45 Sekunden später öffnet dieser wiederum und schaltet das Heizelement 16d aus. Da die Pumpenverzögerung 90 Sekunden t.aträgt, bleibt: die Pumpe eingeschaltet, bis beide Heizelemente abgeschaltet sind.
- Wenn Kaltwetterbedingungen auftreten, hält der Betrieb in der ersten Stufe bei lediglich zwei in B@rtriEb befindlichen Heizelementen nicht die. vorgegebene Temperatur ein, un 1 die Kontakte der Stufe 2 des Thermostaten schliersen ebenfalls. Somit wird der Kreis zu Anschlüssen 3, 4 in der Niederspannungsklemmleiate geschlossen, und der Änderungs-Schalter 65 an dem rolgeschalter 54 schliesst, wobei das Heizelement 16b in Betrieb gesetzt wird. Der Kontrollkontakt 66 an dem Folgeschalter 54 schliesst, wobei der Folgeschalter 55 unter Strom gesetzt wird. Somit werden die Heizelemente 16b und 16c in Intervallen von etwa 45 Sek den gemäss der Steuerung durch die Folgeschalter 54 bzw.--55 in Betrieb gesetzt.
- Um sicherzustellen, dass die Temperatur während der Stillegung nicht so hoch ansteigt, verriegelt der Folgeschalter 55 das Pumpenrelais, wenn der Konti-o'_:Lkontakt 67 schliesst, und übt eine Haltewirkung aus, bis alle vier Heizelemente stii::;e.legt sind. Wenn bei Kaltwetterbetrieb die Raumtemperatur die Thermostateinstellung bei vier in Betrieb befindlichen Heizelementen erreicht, öffnen die Kontakte der Stufe 2, was eine Abschaltung der Elemente 16b und 16c ermöglicht. Die Heizelemente 16a, 16b setzen ihren Betrieb fort, wobei lediglich die beiden letztgenannten Heizelemente zyklisch ein-und abgeschaltet werden. Hält der Anstieg der Raumtemperatur an, eo werden die Heizelemente 16a, 16d abgeschaltet, was eine völlige Stillegong des Systems. gemäss dem für die Stufe 1 beschriebenen Betrieb bedeutet.
- Um sicherzustellen, dass das System abschaltet, mit Ausnahme der Pumpe im Falle eines Überschreitens der zulässigen Wassertemperatur, ist ein unterer Grenzschalter 70 vorgesehen, welcher den Stromkreis zu den Folgeschaltern öffnet, wobei die Heizelemente in annähernd drei Minuten abgeschaltet werden. Es ist auch ein oberer Grenzschalter.70 vorgesehen, um zu verhindern, dass die Wassertemperatur die Auslegungsbedingungen überschreitet. Dieser Schalter bewirkt bei Öffnung eine Abschaltung der Spannung von dem Transformator 73, wobei das gesamte System abgeschaltet wird.
- V Anstelle von lediglich vier Heizelementen und einem inneren Schirm zur aufeinanderfolgenden Vorbeileitung des Wassers an den vier Blea«ten, wie in Fig. 1 und 3 veranschaulicht, können erfindungsgemäss auch zusätzliche Heizelemente und Schirme zur Steigerung der Kapazität des Boilers verwendet werden.
Claims (5)
- Patentansprüche. 1. Elektrisch beheizter Heisswasserboiler mit einem Gusswasserkessel, gekennzeichnet durch eine L-förmige Ausgestaltung des Kessels mit einem länglichen horizontalen Teil (10a) und einem senkrechten Teil (10b), einen an dem Hoden des horizontalen Teils (10a) vorgesehenen Wassereinlass (11), einen Auslass (13) an der Oberseite des senkrechten Teils (10b), einen einstückig mit dem Kessel ausgeführten inneren Schirm !30), welcher in Längsrichtung innerhalb des horizontalen Teils (10a) verläuft und darin eine obere und eine untere Kammer (35, 36) abteilt, wobei ein Durchtritt (34) zwischen den Kammern (35, 36) gebildet wird und der Schirm nach oben gegen den Durchtritt (34) hin ansteigend ausgebildet ist, wobei die obere Innenfläche (37) des horizontalen Teils (10a) von dem Durchtritt (34) ausgehend gegen den senkrechten Teil (10b) nach oben ansteigend verläuft, wobei der nach oben ansteigende Schirm (30) zum Abstreifen und zum Einleiten von Luft aus dem durch die untere Kammer (36) fliessenden Wasser über den
Diirc;htritt ' (34) :Zu der geüeigten oberen Innenfläche (37) dient, wobei ;! i= Oberfläche :.3'7) iieiterh:i.n =-um Abstreifen und Weiterleiten von Luft aus der in der oberen Kammer (35) fliessenden Wasser zu dem senkrechten pteil. 00b) hin dient, eine Mehrzahl von in dein horizontalen. Teil. ('ioa) SigF@ira chteh llcz> izo lernen Ixen (16), welche an gegenüberliegenden Seiten res Schirenes 1150) angeordnet sind, Bauelemente zur Bildung einer `@. .'; i.üi -tung an der Oberseite des senkrechten Teiles (10b) und ,vftabschei.dun@;r@el.emente (38, 39) in dem senkrechten Teil (10b) zur - Boiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schirm (30) und die obere Innenfläche (37) des horizontalen Teiles (10a) einen Aasstellwinkel von e ti"ra 5o aufweisen. .
- 3. Boiler nach einem der Ansprüche 1 - 2, gekennzeichnet durch einen zweiten, einstückig mit dem senkrechten Teil (10b) ausgeführten Schirm (38) unterhalb des Auslasses (13), welcher nach oben gegen die Oberleite des senkrechten Teiles (10b) geneigt ist, wobei der senkrechte Teil (10b) einen einstückig anheformten Vorsprung (39) aufweist, welcher gegen den zweiten Schi r_. (38) sowie im Abstand hiervon nach unten verläuft, wobei der zwe .e Schirm (38) und der Vorsprung (39) eine Auslasskammer v41) an der Seite unterhalb des Auslasses (13) und eine Luftabscheidungskammer (1;2) an der gegenüberliegenden Seite bilden, wobei die Entlüftung (43) an der Abscheidungskammer (42) angeordnet ist.
- 4. Boiler nach eineu der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schirm (38a) einen einatückig aasgeformten Ansatz der oberen Inrentläche (3'7a) des horizontalen Teiles (10b) bildet, welcher in einem nach oben und Winklig verlaufenden Abschlussteil (38b) endet, welches von dem nach unten ragenden Vorsprung (39a) getrennt ist.
- 5. Boiler nach einem der Ansprüche 1 - 4, gekennzeichnet durch Regelelemente zur aufeinandarfolgenden Einschaltung bestimmter Reizelemente (16) zwecks Erzeugung einer vorbestimmten Wärmeabgabe.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |