DE1679733C - Warmwasserbereiter - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Warmwasserbereiter, dessen im unteren Bereich eines Behälters angeordneter Heizkörper von einem im Abstand zu dem Behälterboden angeordneten, den Heizkörper überragenden Mantel umgeben ist, der mit dem Heizkörper einen vertikalen Kanal bildet, dessen Querschnitt nur einen Bruchteil des Behälterquerschnitts beträgt.

Ee ist bekannt, bei einem Warmwasserbereiter dieser Bauart durch Konvektcrwirkung in dem Kanal eine Strömung zu erzeugen. Diese Strömung soll dadurch intensiviert werden, daß die Wärmeunterschiede zwischen der Außenseite und der Innenseite des Mantels möglich groß gehalten werden, wozu der Mantel als isolierender Hohlkörper ausgebildet ist, in dessen Innerem ein Vakuum erzeugt wird. Ferner sol-,en die inneren, sich gegenüberliegenden Flächen des Hohlkörpers noch zur Vermeidung der Übertragung von Strahlungswärme mit Metallschtchten überzogen sein. Der bekannte Warmwasserbereiter weist somit , eine sehr aufwendige und damit teure Konstruktion auf, bei der überdies noch zweifelhaft ist, ob die angestrebte wirkungsvolle Isolation über eine längere Betriebsdauer aufrechterhalten werden kann.

Nach der Erfindung vird zur gleichen Zweckerrc:- chung, nämlich zur Schaffung einer möglichst grov ·. , Temperaturdifferenz, zwischen der Innenseite und :. Außenseite des M ntels und damit zur Strömung*!:! tensivierung ein anderer Weg beschritten, in dem ik Erfindung die Aufgabe zugrundegelegt ist, die erfor derliche Wärmeaustaus^hfläche auf eine kleine Hö",.· zusammenzudrücken, so daß sich hierdurch vergro ßerte Temperaturdifferenzen ergeben.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurd gelöst, daß der Heizkörper mit in seiner Längsrichtung verlaufenden Lamellen versehen ist, die radial zu dem Mantel gerichtet sind.

Durch die Erfindung wird eine besonders raumspa rende Anordnung geschaffen, bei der der obere Boreich des Behälters vollkommen zur Wasserfüllung dienen kann. Durch den über den Heizkörper hochgezogenen Mantel wird vermieden, daß die erwärmte Flüssigkeit bereits unmittelbar über dem Heizkörper mit der nach unten absinkenden kälteren Flüssigkeit in Berührung kommt. Ferner ergibt sich auf diese Weise eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des zu erwärmenden Mediums und damit eine Verbesserung des Wirkungsgrades. Im oberen Bereich des Behälters findet eine gute Durchmischung des heißen und kalten Wassers statt.

Durch die Erfindung ist somit ein Warmwasserbereiter geschaffen, durch den eine bestimmte Wassermenge auf wirtschaftliche Weise und relativ schnell gleichmäßig aufgeheizt werden kann. Selbstverständlich ist die Wirkungsweise der Erfindung von der Querschnittsform des Heizkörpers unabhängig.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, die primäre Wärme mittels eines gasförmigen oder flüssigen Heizmediums zu erzeugen. In diesem Falle wird der Heizkörper als doppelwahdiger Hohlzylinder ausgebildet, an dessen äußerer Beg'renzungswand Lamellen angeordnet sind, und der eine den Hohlzylinder in einen inneren und äußeren Ringraüm unterteilende Trennwand aufweist, die mit, die beiden Ringräume verbindenden Aussparungen versehen ist, wobei der Hohlzylinder mit Zu- und Ablaufrohren für das Heizmedium versehen ist.

Bei dieser Ausführungsform liegen die Aussparungen zweckmäßig im oberen Bereich der Trennwand, und das Zulaufrohr ist im inneren Ringraum angeordnet.

Aus Herstellungsgründen ist es wünschenswert, den Heizkörper als Preßgußteil auszubilden. In diesem

Falle besteht der Heizkörper zweckmäßig aus einem einseitig offenen Rohr, das mit radialen Lamellen versehen ist, deren äußere Enden durch einen Ring verbunden sind, wobei der Ring und die Lamellen in Achsrichtung des Rohres verlaufende Hohlkammern aufweisen, die mit dem Hohlraum des Rohres verbunden sind.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand von drei Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen .. her erläutert. Es zeigt

Fig. 1 sehe«, ttisch einen Heizkörper für die Aufnahme einer elektrischen Widerstandsheizung im Längsschnitt,

F i g. 2 den Heizkörper nach F i g_r 1 im Schnitt nach der Linie II-II,

F i g. 3 einen Längsschnitt durch einen Warmwasserbereiter, dessen Heizkörper von einem flüssigen Medium durchströmt wird,

Fig.4 den Heizkörper im Detail im Längsschnitt und

F i g. 5 in Draufsicht,

Fig. 6 einen Heizkörper als Gußteil im Längsschnitt und

Fig.7 im Querschnitt bzw. in Draufsicht, wobei der Schnitt in Fig.6 bezüglich der linken Hälfte der Figur nach der Linie I-I und der rechten Hälfte der Figur nach der Linie III-III in F i g. 7 geführt ist.

Der metallene, als Gußteil ausgeführte in seinem Querschnitt sternförmige Heizkörper 1 hat zur Aufnahme des elektrischen Widerstandskörpers, eine zen-,,ale Bohrung 2. Ein umfangsgeschlossener Mantel 3 umgibt den Heizkörper 1, den er nach oben hin überragt. Mittels Stegen 4 ist der Mantel 3 an den Lamellen 5 des Heizkörpers 1 fixiert, und von dem Behälier6 des Warmwasserbereiters umgeben. Der Mantel 3 bildet zusamn.en mit dem Heizkörper einen durch dessen Lamellen 5 unterteilten Kanal, dessen Querschnittsfläche nur einen Bruchteil der !nnenquerschnittsfläche des Behälters 6 begrenzt ist. Ist der Behälter 6 mit Wasser gefüllt und der elektrische Strom eingeschaltet, so entsteht im Zentralteil des sternförmigen Heizkörpers 1 die Wärme, die über die Lamellen 5 nach außen fließt und so das im Kanal 7 befindliche Wasser rasch erwärmt, da ja in der Rege! die Leistung des Heizkörpers groß ist, bezogen auf jene Wassermenge, die sich gerade innerhalb dieses Kanales befindet. Ds die Wärmeabgabe des Wassers, das im Kanal 7 sich befindet, durch Wärmeleitung radial nach außen praktisch durch den Mantel 3 unterbunden ist, erwärmt sich das Wasser in kurzer Zeit und beginnt zu steigen. Um zu vermeiden, daß das außen befindliche Wasser sogleich mit dem erwärmten Wasser vermischt wird, ist der Mantel 3 über den Heizkörper 1 hinausgezogen. Durch das rasch innerhalb des Mantels 3 erwärmte und dann hochsteigende Wasser wird innerhalb des Behälters 6 eine lebhafte Zirkulation und damit die angestrebte Konvektorwirkung erzielt.

Einen Warmwasserbereiter 9, dessen Heizkörper von Heißwasser durchströmt wird, zeigt im Längsschnitt Fig.3. Auf einen eventuell Ventile und Anschlußmuffen od. dgl. aufweisenden Sockel IO ist mittels des Flansches 11 der Behälter 12 befestigt. Der Heizkörper 8 wird von den Zu- bzw. Ablaufrohrcn und 14 des Heizmediums getragen und besteht im wesentlichen aus einem doppelwandigen Hohlzylinder 15. Die Innenwand 16 und die Trennwand 17 sind glatt, wogegen die äußere Begrenzungssvand 18 zur Bildung von Lamellen 19 wellenförmig gebogen ist. Die Trennwand 17 ist nicht ganz bis zur oberen Begrenzungsringfläche 20 des Hohlzylinders 15 gezogen, so daß die beiden Ringräume 21 und 22 durch die Aussparung 23 miteinander verbunden sind. Im unteren Bereich ist der Hohlzylinder so gestaltet, daß der ίο äußere Ringraum 22 mit dem Ablaufrohr K und der innere Ringraum 21 mit dem Zulaufrohr 13 des Heizmediums verbunden ist. Ferner sind die unteren Begrenzungsflächen des Hohlzylinders 15 vom Rohrstutzen 24 durchsetzt. Mit Abstand vom Hohlzylinder 15 ist ein umfangsgeschlossener Mantel 25 angeordnet, der zusammen mit dem Hohlzylinder einen vertikalen Kanal 26 bildet. Die voll eingezeichneten Pfeile veranschaulichen nun den Verlau. des Heizmediums, die strichliert eingetragenen Pfeile, dit durch die Konao vektorwirkung erzwungene lebhafte Zirkulation des Brauchwassers. Auch bei diesem Ausführungrbeispiel ist der Mantel 25 über den eigentlichen Heizkörper 8 hinausgeführt und damit als Leitblech für den aufsteigenden und erwärmten Wasserstrom ausgebildet. Im *5 übrigen gilt hinsichtlich der Wärmeübertragung das Gleiche, was bereits zum ersten Ausführungsbeispiel erläutert worden ist.

Die F i g. 6 und 7 stellen nun einen Heizkörper dar, der hinsichtlich seiner Konvektorwirkung den Beschriebenen analog ist. Dieser Heizkörper wird mit einem gasförmigen oder flüssigen Heizmedium gespeist und ist als Gußkörper ausgebildet. Er besteht aus einem un**n offenen Rohr 27. in das das Zulaufrohr 28 mündet.

Ein Röhrchen 29, das nach außen führt, ist im Ent-

lüftung des Heizkörpers vorgesehen. Vom zentralen Rohr 27 aus laufen radiale Lamellen 30, deren äußere Enden durch einen umfangsgeschlossenen Ring 31 verbunden sind. Die Lamellen 30 weisen Hohl-

kamme.ii 32 auf, die mit dem Hohlraum 33 und mit im Ring 31 vorgesehenen Hohlkaminern 34 verbunden sind, die sich im wesentlichen in Achsrichtung des Heizkörpers erstrecken. Im oberen und unteren Bereich sind Sammelkammern 35 angeordnet, die zum

Ablaufrohr des Heizmediums führen. Zusätzliche lamellenartige Stege 36 sind für eine gute Wärmeabfuhr vorgesehen. Ein äußerer Mantel 37 umschließt den Heizkörper. In Richtung der eingetragenen Pfeile v.ird dieser Heizkörper voni Brauchwasser umspült,

So wobei zu erwähnen ist, daß bei dieser Konstruktion das Verhältnis der wärmeabgebenden Flächen zum Volumen des Heizkörpers besonders günstig liegt.

Ein wesentliches Merkmal dieses Heizkörpers liegt noch darin, daß jr jeder gewünschten Heizleistung an-

gepaßt werden kann, da er mit zylinderförmigen Zwischenstücken, deren Querschnitt jenem in der oberen Hälfte in F i g. 7 gezeigten entspricht, beliebig vergrößert werden kann. Die Zwischenstücke und die den Heizkörper nach oben und unten begrenzenden Kopf-

stücke, die den in F i g. 6 dargestellten Teilen analog sind, werden durch achsparallele Schrauben 38 fest zu einer Einheit verspannt. Auch bei Heizkörpern dieser Art dient das Zulaufrohr 28 als Ständer oder Träger. Die Wärmeübertragung erfolgt auch hier in der bereits oben erläuterten Weise.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Warmwasserbereiter, dessen im unteren Bereich ein.^s Behälters angeordneter Heizkörper von einen, .sn Abstand zu dem Behälterboden angeordneten, den Heizkörper überragenden Mantel umgeben ist, der mit dem Heizkörper einen vertikalen Kanal bildet, dessen Querschnitt nur einen Bruchteil des Behälterquerschnittes beträgt, da- m durch gekennzeichnet, daß der Heizkörper (1, 8, 27) mit in seiner Längsrichtung verlaufenden Lamellen (5, 19, 30) versehen ist, die radial zu dem Mantel (3, 25, 37) gerichtet sind.

2. Warmwasserbereiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkörper (8) als doppelwandig Hohlzylinder (15) ausgebildet ist, an dessen äußerer Begrenzungswand (18) Lamellen (19) angeordnet sind und der eine den Hohlzylinder (15) in einen inneren und äußeren Ring- ao raum (21. 22) unterteilende Trennwand (17) aufweist, die mit die beiden Ringräume (21, 22) verbindenden Aussparungen (23) versehen ist, wobei der Hohizyünder (!5) ir.it Zu- und Ahisüfrohren (13, 14) für das Heizmedium versehen ist.

3. Warmwasserbereiter nach Anspruch 2, dadurch gekenn; "sehnet, daß die Aussparungen (23) im oberen Bereich der Trennwand (17) liegen und das Zulaufrohr (13) in dem inneren Ringraum (21) angeordnet ist.

4. Warmwasserbereiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkörper aus einem einseitig offenen Rohr (27) besteht, das mit radialen Lamellen (30) versehen ist, deren äußere Enden durch einen Ring (31) verbunden sind, wobei der Ring (31) und die Lamellen (30) in Achsrichtung des Rohres (27) verlaufende Hohlkammern (32, 34) aufweisen, die mit dem Hohlraum (33) des Rohres (27) verbunden sind.

5. Warmwasserbereiter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen und/oder unteren Bereich des Heizkörpers (27) mindestens eine die einzelnen Ringkammern verbindende Sammelkammer (35) vorgesehen ist.

6. Warmwasserbereiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkörper (27) in axialer Richtung aus einzelnen miteinander vorzugsweise durch achsparallele Schrauben (38) verspannbaren Segmenten einheitlichen Querschnittes besteht.

7. Warmwasserbereiter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkörper (27) als Gußteil ausgebildet ist.

8. Warmwasserbereiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zulaufrohr (13, 28) und/oder das Abläufrohr (14) des Heizmediums als Ständer oder Träger des Heizkörpers (8, 27) dient.