DE1604002B1

DE1604002B1 - Water heater for connection to the flow of a collective heating system

Info

Publication number: DE1604002B1
Application number: DE19641604002
Authority: DE
Inventors: Pilade Riello
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1963-02-01
Filing date: 1964-01-22
Publication date: 1971-01-21
Also published as: AT261149B; AT280542B; DE1981993U; NL6400768A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Warmwasserbereiter zum Anschluß an den Vorlauf einer Sammelheizungsanlage, dessen im wesentlichen zylindrisches Gehäuse etwa axial von einer Heizschlange durchsetzt ist.The invention relates to a water heater for connection to the flow of a collective heating system, its essentially cylindrical Housing is penetrated approximately axially by a heating coil.

Ein solcher bekannter Warmwasserbereiter, der getrennt vom Heizkessel der Heizungsanlage angeordnet ist, erfordert eine sorgfältige Isolierung, die den Wärmetausch trotz eines entsprechenden Aufwandes nicht vor Verlusten bewahren kann. Überdies ergeben sich in diesem Wärmetauscher im Bereich der Heizschlange verhältnismäßig niedrige Strömungsgeschwindigkeiten des Heizwassers, die nur einen verhältnismäßig trägen Wärmeübergang zulassen.Such a well-known water heater, which is separate from the boiler the heating system is arranged, requires careful insulation that the Can not protect heat exchange from losses despite a corresponding effort. In addition, there are proportions in this heat exchanger in the area of the heating coil low flow rates of the heating water, which is only a proportionate allow sluggish heat transfer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den bekannten Warmwasserbereiter sowohl durch seine Ausbildung als auch durch seine Anordnung weiter zu vervollkommnen, so daß nicht nur ein schnellerer Wärmeaustausch, sondern auch eine noch bessere Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Kesselleistung erzielt wird.The invention is based on the object of the known water heater to perfect it further both through its training and through its arrangement, so that not only a faster heat exchange, but also an even better one Utilization of the available boiler output is achieved.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Warmwasserbereiter im Feuerraum des Heizkessels angeordnet ist und sein Gehäuse durch eine axiale Trennwand in zwei vom Heizwasser nacheinander im Gegenstrom durchflossene Teilräume unterteilt ist.The object is achieved according to the invention in that the Water heater is located in the furnace of the boiler and its housing through an axial partition in two countercurrent flows through which the heating water flows one after the other Subspaces is divided.

Durch eine solche Anordnung des Warmwasserbereiters unmittelbar im Feuerraum des Kessels entfällt nicht nur die notwendige Wärmeisolierung des Warmwasserbereiters, sondern dessen Gehäuse wird sogar noch unabhängig von der vorherigen Heizwasserbereitung von außen aufgeheizt. Überdies ergeben sich durch die axiale Trennwand zwangläufig erhöhte Strömungsgeschwindigkeiten des Heizwassers im Warmwasserbereiter, die auf Grund der vorgenannten Anordnung nicht nur den Wärmeübergang vom Heizwasser auf das Nutzwasser, sondern zugleich den Wärmeübergang von den Verbrennungsgasen auf das im Warmwasserbereiter befindliche Heizwasser wesentlich verbessern.Such an arrangement of the water heater directly in the The boiler's combustion chamber not only does away with the necessary thermal insulation for the water heater, instead, its housing is even independent of the previous heating water preparation heated from the outside. In addition, the axial dividing wall inevitably results increased flow rates of the heating water in the water heater, which on Due to the aforementioned arrangement, not only the heat transfer from the heating water the utility water, but at the same time the heat transfer from the combustion gases Significantly improve the heating water in the water heater.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine der Heizschlange in an sich bekannter Weise vorgeschaltete Vorwärmhammer mit gegenüber der Heizschlange wesentlich größerem Querschnitt innerhalb der Heizschlange angeordnet. Es ist zwar bereits bekannt, der Heizschlange eines Warmwasserbereiters eine Vorwärmkammer zuzuordnen, die an der Außenseite des Warmwasserbereiters angeordnet ist und eine entsprechende Wärmeisolierung erfordert. Demgegenüber -ist durch die vorgenannte Anordnung der Vorwärmkammer innerhalb der Heizschlange nicht nur die bisher erforderliche Isolierung weggefallen, sondern zugleich der Innenraum in der Heizschlange zu einem großen Teil ausgefüllt, was zu einer weiteren Beschleunigung des entlang der Heizschlange strömenden Heizwassers beiträgt.According to a preferred embodiment of the invention, one of the heating coils is in a known manner upstream preheating hammer with opposite the heating coil Much larger cross-section arranged within the heating coil. It is true already known to assign a preheating chamber to the heating coil of a water heater, which is arranged on the outside of the water heater and a corresponding Requires thermal insulation. In contrast, the aforementioned arrangement means that the Preheating chamber within the heating coil not only provides the insulation that was previously required disappeared, but at the same time the interior space in the heating coil becomes a large one Part filled in, which further accelerates the along the heating coil flowing heating water contributes.

Weitere Merkmale im Rahmen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further features within the scope of the invention are set out in the subclaims marked.

In der Zeichnung ist, die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigt F i g. 1 den in einem Kessel einer Sammelheizungsanlage angeordneten Warmwasserbereiter in einer perspektivisch und zugleich schematisch gehaltenen Seitenansicht (Teile des Warmwasserbereiters sind zur besseren Sichtbarmachung von Einzelheiten geschnitten dargestellt), F i g. 2 den- Warmwasserbereiter gemäß F i g. 1 in einer Seitenansicht (Teile desselben sind zur besseren Sichtbarmachung von Einzelheiten geschnitten dargestellt), F i g. 3 eine Vorwärmkammer nebst anschließender Trennwand des Warmwasserbereiters in einer Draufsicht.In the drawing, the invention is illustrated in one embodiment. It shows F i g. 1 the water heater arranged in a boiler of a collective heating system in a perspective and at the same time schematic side view (parts of the water heater are cut for better visibility of details shown), F i g. 2 den- water heater according to F i g. 1 in a side view (Parts of it are cut for better visibility of details shown), F i g. 3 a preheating chamber and an adjoining partition of the water heater in a top view.

In dem in F i g. 1 gestrichelt angedeuteten Heizkessel 1 einer Warmwasser-Sammelheizungsanlage ist ein Warmwasserbereiter 2 so im Feuerraum angeordnet, daß sein den eigentlichen Wärmetauscher umgebendes Gehäuse 3 von den Verbrennungsgasen des Heizkessels 1 beaufschlagt wird. Wie aus F i g. 2 hervorgeht, weist das im wesentlichen zylindrische Gehäuse 3 in regelmäßigen axialen Abständen ring förmige Ausbördelungen 4 auf, die es versteifen und ihm zugleich die Möglichkeit der Aufnahme von axial gerichteten Wärmespannungen geben.In the one shown in FIG. 1 boiler 1, indicated by dashed lines, of a hot water collective heating system a water heater 2 is arranged in the furnace that its the actual The housing 3 surrounding the heat exchanger is acted upon by the combustion gases from the boiler 1 will. As shown in FIG. 2 shows the substantially cylindrical housing 3 at regular axial intervals ring-shaped flanges 4 that stiffen it and at the same time the possibility of absorbing axially directed thermal stresses give.

Das Gehäuse 3 ist gemäß F i g. 2 links durch einen Kopfteil 5 abgeschlossen, der in seinem unteren Bereich eine Ansaugöffnung 6, ein Gehäuse 7 und ein Laufrad 8 sowie im wesentlichen darüber eine Austrittsspirale 9 einer Umwälzpumpe aufweist, die in nachstehend noch näher beschriebener Weise zur Förderung von Warmwasser der Sammelheizungsanlage durch das Gehäuse 3 dient.The housing 3 is shown in FIG. 2 completed on the left by a head part 5, which in its lower area has a suction opening 6, a housing 7 and an impeller 8 and essentially above it has an outlet spiral 9 of a circulating pump, in the manner described in more detail below for the promotion of hot water Collective heating system through the housing 3 is used.

Das einer üblichen Ausführung entsprechende Laufrad 8 ist auf die Abtriebswelle 10 eines im übrigen nicht besonders dargestellten Elektromotors aufgekeilt, der in einem mittels Muttern 12 am Kopfteil 5 festgelegten Motorgehäuse 11 angeordnet ist. Der Kopfteil s mit den genannten Leitungen und dem Gehäuse 7 bildet eine übliche Kreiselpumpe.The impeller 8 corresponding to a conventional design is keyed onto the output shaft 10 of an electric motor, otherwise not shown in particular, which is arranged in a motor housing 11 fixed on the head part 5 by means of nuts 12 . The head part s with said lines and the housing 7 forms a conventional centrifugal pump.

In einem oberen Ansatz 13 des Kopfteiles 5 ist eine Welle 14 gelagert, die von einem an ihrem dortigen Ende festgelegten Handgriff 16 über ein übliches, keinen Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildendes Getriebe zu einem nachstehend noch näher erläuterten Umschaltventil 23 am anderen Ende des Gehäuses 3 führt.In an upper extension 13 of the head part 5, a shaft 14 is mounted, which leads from a handle 16 fixed at its end there via a conventional gear, which is not an object of the present invention, to a switch valve 23 at the other end of the housing 3, which will be explained in more detail below .

Das andere Ende des Gehäuses 3 ist von einem Kopfteil 26 abgeschlossen, das aus einem Gußstück besteht und mit einem oberen Gehäuseraum 27 zugleich einen Bestandteil des genannten Umschaltventils bildet. Der Gehäuseraum 27 ist durch einen Deckel 28 abgeschlossen, der mittels Schrauben 29 am Kopfteil 26 festgelegt ist.The other end of the housing 3 is closed by a head part 26 , which consists of a cast piece and, together with an upper housing space 27, at the same time forms part of the named switchover valve. The housing space 27 is closed off by a cover 28 which is fixed to the head part 26 by means of screws 29.

Gemäß den F i g. 1 und 2 weist der Kopfteil 26 folgende, mit dem Umschaltventil 23 in Verbindung stehende Anschlüsse auf: Eine Eintrittsöffnung 30, die vom oberen Teil des Gehäuses 3 in den Gehäuseraum 27 des Umschaltventils 23 führt, eine aus dem Gehäuseraum 27 gemäß dem dortigen Pfeil der F i g. 2 herausführende, zu den Heizkörpern der Sammelheizungsanlage führende Vorlaufleitung 31, eine in den Gehäuseraum 27 gegenüber der Vorlaufleitung 31 um 90° versetzt einmündende Rücklaufleitung 32 von den Heizkörpern der Sammelheizungsanlage, eine aus dem Gehäuseraum 27 an einer der Vorlaufleitung 31 gegenüberliegenden Stelle herausführende Rücklaufleitung 33 zum Heizkessel der Sammelheizungsanlage, die vom Gehäuseraum 27 zugleich in einem rechten Winkel zur Eintrittsöffnung 30 ausgeht.According to FIGS. 1 and 2, the head part 26 has the following connections that are connected to the switchover valve 23 : An inlet opening 30 which leads from the upper part of the housing 3 into the housing space 27 of the switchover valve 23, one from the housing space 27 according to the arrow in FIG i g. 2 outward flow line 31 leading to the radiators of the collective heating system, a return line 32 from the radiators of the collective heating system that opens into the housing space 27 with respect to the flow line 31 offset by 90 °, a return line 33 leading out of the housing space 27 at a point opposite the flow line 31 to the Boiler of the collective heating system, which at the same time starts from the housing space 27 at a right angle to the inlet opening 30.

Zum Kopfteil 26 führt außerdem noch eine vom Kessel der Sammelheizungsanlage herkommende Vorlaufleitung 36, die in den Kopfteil 26 an der Stelle 37 (F i g. 2) einmündet ' und in den unteren Teil des Gehäuses 3 hineinführt. Die konstruktiven Einzelheiten des Umschaltventils 23 bilden keinen Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Dagegen interessiert hier die beschriebene Anordnung des Umschaltventils am Gehäuse 3. Die Angaben über die Konstruktionseinzelheiten dienen lediglich zum besseren Verständnis der noch nachstehend erläuterten Funktion des beschriebenen Warmwasserbereiters.The head part 26 also have a herkommende from the boiler to the collection heating system flow line 36 (F i g. 2) in the head portion 26 at the point 37 leads opens' and leads into the housing 3 in the lower part. The structural details of the switching valve 23 do not form the subject of the present invention. On the other hand, the described arrangement of the switching valve on the housing 3 is of interest here. The details of the construction details are only intended to provide a better understanding of the function of the water heater described, which will be explained below.

Der Gehäuseraum 27 ist nach dem Gehäuse 3 hin durch eine Wand 34 des Kopfteiles 26 abgeschlossen, die von einer mit der vorgenannten Welle 14 über das genannte Getriebe in Verbindung stehenden Welle 22 durchsetzt ist, auf der im Gehäuseraum 27 eine darin verdrehbare und das Umschaltventil 23 bildende Ventilklappe festgelegt ist.The housing space 27 is closed off towards the housing 3 by a wall 34 of the head part 26 which is penetrated by a shaft 22 which is connected to the aforementioned shaft 14 via the aforementioned gear and on which a switch valve 23 rotates in the housing space 27 forming valve flap is set.

Das zu erwärmende Nutzwasser ist über eine Leitung 40 und eine den Kopfteil 5 durchsetzende weitere Leitung 41 nebst Anschlußmutter 42 (vgl. F i g. 3) mit einer im Gehäuse 3 angeordneten Vorwärmkammer 43 verbunden, aus der an der Stelle 44 eine Heizschlange 45 ausgeht, die die Vorwärmkammer 43 mit Spielraum umschließt und zum Kopfteil s zurückführt, wo sie über entsprechende, nicht besonders dargestellte Anschlußteile an eine Leitung 46 angeschlossen ist, die aus dem Kopfteil 5 gemäß F i g. 1 zu den Nutzwasser-Verbrauchsstellen führt. Die Vorwärmkammer 43 dient zum Vorwärmen des Nutzwassers und verhindert zugleich eine Kesselsteinbildung in der Heizschlange 45. Die Vorwärmkammer 43 besteht aus zwei Halbschalen, die miteinander verschweißt sind und mit äußeren Flanschen 47 zugleich eine mittlere Trennwand des Gehäuses 3 bilden. Die Flansche 47 liegen in axialer Richtung, d. h. axial vorn und hinter dem Gehäuse 3 über eine aufgezogene Dichtung 48 jeweils an einer diametralen Rippe 49 des Kopfteiles 5 und an einer diametralen Rippe 50 des Kopfteiles 26 an. Auf diese Weise wird der Innenraum des Gehäuses 3 in je einen oberen und unteren Teilraum 51 und 52 unterteilt, von denen der letztere einerseits an der Stelle 37 des Kopfteiles 26 mit der Vorlaufleitung 36 und anderseits über die Ansaugöffnung 6 mit der im Kopfteil 5 befindlichen Umwälzpumpe verbunden ist. Der obere Teilraum 51 steht demgegenüber einerseits mit der Austrittsspirale 9 der genannten Umwälzpumpe und anderseits mit der in den Gehäuseraum 27 des Umschaltventils 23 führenden Eintrittsöffnung 30 des Kopfteiles 26 in Verbindung. Infolgedessen kann das vom Kessel der Sammelheizungsanlage gelieferte warme Wasser zunächst den unteren Teilraum 52 und daran anschließend den oberen Teilraum 51 des Gehäuses 3 in entgegengesetzter Richtung und über das Laufrad 8 der Umwälzpumpe stark beschleunigt durchströmen.The useful water to be heated is via a line 40 and a Head part 5 penetrating further line 41 together with connection nut 42 (see FIG. F i g. 3) connected to a preheating chamber 43 arranged in the housing 3, from which the Point 44, a heating coil 45 goes out, which encloses the preheating chamber 43 with clearance and leads back to the head part s, where they have a corresponding, not particularly shown Connection parts is connected to a line 46, which from the head part 5 according to F i g. 1 leads to the utility water consumption points. The preheating chamber 43 is used for Preheating of the industrial water and at the same time prevents the formation of scale in the Heating coil 45. The preheating chamber 43 consists of two half-shells that are connected to one another are welded and with outer flanges 47 at the same time a central partition of the Housing 3 form. The flanges 47 are in the axial direction, i. H. axially forward and behind the housing 3 via an open seal 48 each at a diametrical Rib 49 of the head part 5 and on a diametrical rib 50 of the head part 26. In this way, the interior of the housing 3 is in each case an upper and a lower Subspace 51 and 52 divided, of which the latter on the one hand at the point 37 of the head part 26 with the flow line 36 and on the other hand via the suction opening 6 is connected to the circulating pump located in the head part 5. The upper subspace 51 stands on the one hand with the outlet spiral 9 of the circulating pump mentioned and on the other hand with the inlet opening leading into the housing space 27 of the switching valve 23 30 of the head part 26 in connection. As a result, this can happen from the boiler of the collective heating system delivered warm water first the lower subspace 52 and then the upper subspace 51 of the housing 3 in the opposite direction and over the Flow through impeller 8 of the circulation pump at a much faster rate.

Aus F i g. 3 ist weiterhin ersichtlich, wie die Flansche 47 der Vorwärmkammer 43 von der Heizschlange 45 in angepaßten Löchern 58 durchsetzt werden. Dabei kann die Heizschlange 45 in der aus F i g. 1 hervorgehenden Weise aus einem gerippten oder als Schlauchrohr ausgebildeten Rohr bestehen.From Fig. 3 can also be seen how the flanges 47 of the preheating chamber 43 are penetrated by the heating coil 45 in adapted holes 58. Here can the heating coil 45 in the FIG. 1 emerging from a ribbed or formed as a hose tube pipe.

Die beiden Kopfteile 5 und 26 sind mit der Vorwärmkammer 43 über an der letzteren angeordnete Gewindebolzen 61 und auf diese aufschraubbare Muttern 62 festgelegt. Der beschriebene Warmwasserbereiter arbeitet folgendermaßen: Wie schon ausgeführt, durchströmt das vom Kessel der Sammelheizungsanlage kommende warme Wasser die beiden Teilräume 52 und 51 des Warmwasserbereiters 2 im Gegenstrom. Anschließend gelangt das Wasser in das Umschaltventil 23, von welchem aus es entweder zunächst durch die Heizkörper der Sammelheizungsanlage und dann zum Kessel zurück oder aber (beim Sommerbetrieb) im Kurzschluß unmittelbar zum Kessel der Sammelheizungsanlage zurückgeleitet werden kann. Dabei erlaubt das Umschaltventil 23 auch beliebige Zwischenstellungen, womit beispielsweise in den übergangsjahreszeiten der durch die Heizkörper der Sammelheizungsanlage strömende Anteil des warmen Heizwassers beliebig gedrosselt werden kann, während der jeweils restliche Anteil nach dem Verlassen des beschriebenen Warmwasserbereiters im Kurzschluß unmittelbar zum Kessel der Sammelheizungsanlage zurückkehrt. Im Zusammenhang mit dem hier beschriebenen Warmwasserbereiter 2 interessiert lediglich die Tatsache, daß ein die beschriebenen Funktionen zulassendes Umschaltventil unmittelbar austrittsseitig dem Warmwasserbereiter angeordnet ist, wogegen die konstruktiven Einzelheiten und die Betätigung des Umschaltventils vom Handgriff 16 her keinen Gegenstand der Erfindung bilden.The two head parts 5 and 26 are fixed to the preheating chamber 43 via threaded bolts 61 arranged on the latter and nuts 62 which can be screwed onto them. The water heater described works as follows: As already stated, the warm water coming from the boiler of the collective heating system flows through the two sub-spaces 52 and 51 of the water heater 2 in countercurrent. The water then passes into the switching valve 23, from which it can either first be passed through the radiators of the collective heating system and then back to the boiler or (during summer operation) in a short circuit directly back to the boiler of the collective heating system. The switching valve 23 also allows any intermediate positions, so that, for example, in the transitional seasons, the portion of the warm heating water flowing through the radiators of the collective heating system can be throttled as required, while the remaining portion after leaving the described water heater is short-circuited back to the boiler of the collective heating system. In connection with the water heater 2 described here, only the fact that a switching valve permitting the functions described is arranged directly on the outlet side of the water heater is of interest, whereas the structural details and the actuation of the switching valve from the handle 16 do not form the subject of the invention.

Das über die Leitung 40 zuströmende Nutzwasser gelangt in der bereits beschriebenen Weise zunächst in die Vorwärmkammer 43 und anschließend durch die Heizschlange 45, die beide durch das in den Teilräumen 51 und 52 befindliche warme Wasser der Sammelheizungsanlage aufgeheizt werden. Aus der Heizschlange 45 gelangt das aufgeheizte Nutzwasser über die Leitung 46 (vgl. F i g. 1) zu den Verbrauchsstellen. Eine Durchströmung des Warmwasserbereiters 2 durch das Nutzwasser erfolgt in üblicher Weise nur dann, wenn warmes Nutzwasser aus der Leitung 46 über einen Auslaufhahn od. dgl. entnommen wird. Zweckmäßig wird erst durch eine solche Entnahme die Umwälzpumpe im Sinne eines Umlaufes des Laufrades 8 eingeschaltet, wodurch während der Wasserentnahme ein intensiver Wärmeaustausch gewährleistet wird, der die Aufheizung des Nutzwassers nach Art eines Durchlauferhitzers praktisch verzögerungsfrei bewirkt. Infolgedessen kann bei dem beschriebenen Warmwasserbereiter auf jegliches größeres Speichervolumen, wie es bei den bisher üblichen Aufheizvorrichtungen für Nutzwasser benötigt wurde, verzichtet werden.The utility water flowing in via line 40 already reaches the described manner first in the preheating chamber 43 and then through the Heating coil 45, both through the warm in the sub-spaces 51 and 52 Water of the collective heating system are heated up. Comes out of the heating coil 45 the heated utility water via line 46 (see FIG. 1) to the consumption points. A flow through the water heater 2 by the utility water takes place in the usual way Way only when hot water from the line 46 via a tap od. Like. Is removed. The circulating pump is only expedient when it is removed in this way switched on in the sense of a revolution of the impeller 8, whereby during the water withdrawal an intensive heat exchange is guaranteed, which the heating of the domestic water effected virtually instantaneously in the manner of a water heater. Consequently can use the described water heater on any larger storage volume, as it was required with the previously common heating devices for industrial water, be waived.

Claims

Claims: 1. Water heater for connection to the flow a collective heating system, the substantially cylindrical housing of which is approximately axially is penetrated by a heating coil, d u r c h marked that the water heater (2) is arranged in the furnace of the boiler (1) and its housing (3) by a axial partition (flanges 47) in two of the heating water one after the other in counterflow is divided through subspaces (52, 51).

2. Water heater according to claim 1, characterized in that one of the heating coil (45) is arranged in a known manner upstream preheating chamber (43) with a significantly larger cross-section than the heating coil (45) within the heating coil (45).

3. Water heater according to claim 1 or 2, characterized in that a per se known hot water circulating pump (impeller 8) of the collective heating system is connected on the suction side to the one (52) and on the pressure side to the other subspace (51) of the housing (3) .

4. Water heater according to claim 3, characterized in that that the circulating pump (impeller 8) is arranged on one end face of the housing (3) is.

5. Water heater according to claims 1 and 2, characterized in that that the partition is made up of flanges that lie against one another and are tightly connected to one another (47) consists of two half-shells forming the preheating chamber (43).

6. Water heater according to one of the preceding claims, characterized in that a per se known switching valve (23) of the collective heating system for any proportional Short-circuit return of the heating water emerging from the water heater (2) on the outlet side with regard to the heating water, possibly the circulation pump (Impeller 8) remote end face of the water heater (2) is arranged.