DE2104541A1 - Beheizung für Schwimmbäder - Google Patents

Beheizung für Schwimmbäder

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DE2104541A1
DE2104541A1 DE19712104541 DE2104541A DE2104541A1 DE 2104541 A1 DE2104541 A1 DE 2104541A1 DE 19712104541 DE19712104541 DE 19712104541 DE 2104541 A DE2104541 A DE 2104541A DE 2104541 A1 DE2104541 A1 DE 2104541A1
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heat
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DE19712104541
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English (en)
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Edward A. Columbus; Venendaal Robert G. Upper Arlington; Ohio Reid jun. (V.St.A.)
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Columbia Gas System Service Corp., Wilmington, Del. (V.St.A.)
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Description

PATENTANWÄLTE L 1 U 4 5 H |
DR. HUGO WILCKEN · DIPL.-ING. THOMAS WILCKEN
D - 24 LÜBECK. BREITE STRASSE 52-54
28.1.1971 Dr.W./Sch. Anmelder:
COLUMBIA GAS SYSTEIl SERVICE CORPORATION, Wilmington (Delaware), Montchanin Road 20, U.S.A.
Beheizung für Schwimmbäder
Die Erfindung bezieht sich auf eine Beheizung für Schwimmbäder, insbesondere auf Beheizungen für Schwimmbäder mit infraroten Gasbrennern, zur Zufuhr strahlender Wärme zum Badwasser.
In zur Zeit üblichen Wasserbehandlungssytemen für Schwimmbäder wird V/asser aus dem Bad durch ein Filter- und Zirkulationssystem geleitet und wird im allgemeinen in einer Beheizungseinheit erwärmt, die einen Teil des Systems und der Strömungsbahn des Wassers bildet. In typischer V/eise benutzen diese Einheiten entweder direkte Gasbrenner mit blauer Flamme oder ein elektrisches Heizelement und sind verhältnismäßig Leistungsschwach in der Erzeugung der erforderlichen Wärme. Infolgedessen sind die Betriebskosten der üblichen Schwimmbadbehei^ungen zur Aufrechterhaltung der gewünschten Wassertemperatur, insbesondere für große Schwimmbäder, außerordentlich hoch. Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Beheizungseinheit für die in wirkungsvoller 'weise aufrechtzuerhaltenden gewünschten Waasortemperaturen in Schwimmbad err. vorzugehen.
» ÜSbocfc (0451J 7 5B88, Piivar: Dr. H. Wilcken, Curau (04505) 210 . Dipl.-Ing. Th. Wlldcen, LObedc (0451) 2 51 59 ~ 2 -
Banki Commerzbank A. G., FiI. Lübeck, Kto.-Nr. 39 0187 Postscheck! Hamburg 1381 19
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, dem Wasser in einem Schwimmbadzikulationssystem erhöhte Wärmemengen zuzuführen. /Je it er soll eine Beheizung für Schwimmbäder erreicht werden, bei der das Wasservolumen, welches durch die Beheizung fließt, für die maximale Wärmeübertragungsleistung gesteuert wird. Schließlich sollen kompakte wirkungsvolle und billige Wasserbeheizungen für Schwimmbäder erreicht werden.
Bei einer Ausführung der Erfindung ist eine im allgemeinen gasdichte Heizkammer vorgesehen, die ein gewundenes Wärmeaustausehrohr enthält, welches einen Teil des Strömungsweges in dem Wasserpumpen- und Filtriersyst em des Schwimmbades bildet. Eine Gasbrennereinheit ist in der Beheizungskammer in dem Raum montiert, der durch das gewundene Wärmeaustauschrohr gebildet ist, und die Brennereinheit besitzt eine durchbrochene ümfangsseitenwand, die eine Umfangsbrennerplatte bildet. Eine brennbare Gasmischung strömt aus dem Innern des Brenners durch diese Durchbrechungen zur Verbrennung in ihnen, wodurch die Brennerplatte bis zum Glühen erhitzt wird, um strahlende Wärme zu erzeugen. Diese Strahlungswärme wird auf die innere Fläche des gewundenen T.-;'ärmeau st au sehrohr es übertragen, um das in dem Rohr fließende V/asser zu erwärmen, und wie nachstehend näher erläutert wird, wird zusätzliche Wärme aus den Verbrennungsprodukten zu dem gewundenen VJilrrueaustauschrohr· durch Konvexion und Leitung vor dem Austritt auv, .let· Kammer übertragen.
Bei einer weiteren Ausführung der Erfindung ist der Gasbrenner
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mit einem durchbrochenen Basisteil oder Brennerplatte versehen, üiö in ähnlicher Weise zur Erzeugung von Strahlungswärme geeignet ist. Der Wärmeaustauscher bei dieser Ausführung enthält eine Anzahl gerippter Rohre, die miteinander verbunden sind, um einen Flüssigkeitsstrom zwischen ihnen zuzulassen, und ist unterhalb der Brennerplatte angeordnet, urn infrarote Strahlung von der Brennerplatte aufzunehmen. Die Beheizung ist so abgedichtet, daß alle Verbrennungsprodukte zwischen den und um die Rohre herumströmen und zusätzliche Wärme durch Konvexion und Leitung auf die ä Rohre übertragen, bevor die Verbrennungsgase aus der Beheizung austreten. Leitflächen sind unter den Wärmeaustausehrohren und unter den Räumen zwischen den Leitungen vorgesehen, um die Verbrennungsprodukte, die durch den Wärmeaustauscher strömen, zu zwingen, den ganzen Oberflächenbereich der Rohre zn berühren, um hierzu eine im wesentlichen gleichförmige Konvexionswärme zu erzeugen. Zusätzlich reflektieren diese Leitflächen die Strahlung, welche zwischen den Rohren zurück zum Wärmeaustauccher verläuft.
Die Erennerplatten jeder Ausführung sind aus einem keramischen Material hergestellt und besitzen düsenförmige Bohrungen oder Löcher, wie In der Patentanmeldung Az.: P 19 ^9 797.3 offenbart Ist. Ein Flanunenrüeksehlag durch die Löcher wird durch die düsenförmlgen Ausbildungen verhindert, die einen Düsenhaisteil kleinen Querschnitts besitzen, der zu einem sich erweiternden oder divergierenden Auslasteil führt, so daß mindestens die notwendige Strömungsgeschwindigkeit in dem Halsteil aufrechterhalten wird, um einen Flammenrücksehlag über einen verhältnismäßig weiten Bereich der Gasstroramengen zu vermeiden. Die Verbrennungsgaae
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in dem expandierenden Teil der Löcher heizt Teile der Keramikplatte zum Glühen auf, um Strahlungswärme zu erzeugen. Durch Zufuhr des brennbaren Gases zu den Brennern dieser Art mit erhöhten Massenströmungsbeträgen, wie in der Patentanmeldung P 21 02 276.4 offenbart ist, wird im wesentlichen die ganze Fläche des divergierenden Auslaßteiles jedes Loches bis zum Glühen erhitzt und ergibt einen im wesentlichen großen Anstieg im infraroten Ausgang. Auf diese Weise wird ein größerer gesamter Wärmeausgang aus den brennbaren Gasen erreicht und daraus ergibt sich eine wirkungsvollere und kompakte Wasserbeheizungseinheit.
Badwasser wird den Beheizungen nach dieser Erfindung durch ein steuerbares Nebenschlußventil zugeführt, welches die gewünschte Wasserströmung durch den Wärmeaustauscher aufrechterhält und etwaiges überflüssiges Wasser aus dem Badfiltriersystem zurück sum Bad im Nebenschluß leitet.
Der Aufbau solcher bevorzugten Ausführungen als auch deren Vorteile werden sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung ergeben. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführung einer Schwimmbadbeheizung nach der Erfindung in Vorderund Seltenansicht,
Fig. 2 eine perspektivische gleiche Ansicht mit Darstellung der Rückseite und der anderen Seite der Beheizung,
Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch die Beheizung nach Fig. 1 mit teilweise weggebrochenen Teilen nach der Linie 3-3 der Fig. 2,
Fig. 4 eine Aufsicht der Vorrichtung nach Fig. 1 mit weggebrochenen Teilen,
Fig, 5 eine der Fig. 1 ähnliche perspektivische Ansicht
einer anderen Ausführung der Erfindung,
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Pig. 6 eine perspektivische Ansicht der Ausführung nach Fig. 5 von der anderen Seite gesehen,
Fig. 7 einen senkrechten Schnitt nach Linie 7-7 der Fig. 6, Fig. 8 einen waagerechten Schnitt nach Linie 8-8 der Fig. 7,
Fig. 9 einen senkrechten Schnitt nach der Linie 9-9 der Fig. 7.
Unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 ist eine Schwimmbadbeheizung IO nach der Erfindung dargestellt. Die Beheizung 10 besteht aus einem äußeren dekorativen Gehäuse 12 mit einem oberen Teil 14, der etwas größer ist als der untere Teil 16 und somit einen Überhang 17 bildet, dessen Zwecke nachstehend im einzelnen erläutert werden. Eine Rückwand 18 des Gehäuses 12 besitzt eine aufgehängte Tür 19 für den Zugang in das Innere des Gehäuses und ein Paar Durchbrechungen 20 und 22, durch die Wasserleitungen mit den Komponenten der Beheizung im Gehäuse verbunden werden. Das Wasser aus dem Filtersystem des Bades wird durch nicht dargestellte Leitungen über die Durchbrechung 20 dem Einlaß 24 des Verteilers oder Kopfes 26 zugeführt und strömt von da durch ein Ende 28 eines f rohrförmigen Wärmeaustauschers 30, der an den Verteiler angeschlossen ist.
Der Wärmeaustauscher 30 besteht im allgemeinen aus einem Rohr, welches dicht aneinanderliegend zu einer zylinderischen Windung geformt ist, die eine infrarote Beheizung oder Brennereinheit 32 umgibt, welche,wie noch näher beschrieben wird, das Badwasser aufheizt, welches durch die Windung fließt. Das abgekehrte Ende 31* des Wärmeaustauschers 30 ist mit dem Verteiler 26 in Nähe seiner
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Basis verbunden, wie sich aus Fig. 3 ergibt. Das erwärmte Wasser, welches aus der Windung 30 in den Verteiler 26 strömt, wird aus dem Verteilerausgang 36 einer nicht dargestellten Leitung zugeführt, welche durch die Durchbrechung 20 der Gehäusewand l8 verläuft.
V/ie sich aus Fig. 3 und 4 ergibt, liegt zwischen dem Verteilereinlass 24 und dem Ende 28 des Wärmeaustauschers 30 ein Ventil Das Ventil 40 steuert das Wasservolumen, welches in den Wärmeaustauscher 30 strömt und leitet überschüssiges V/asser aus dem Erhitzer im Nebenschluß ab. Der Mittelteil des Ventils 40 besteht aus einem Leitungsteil 42, welcher mit dem Verteiler 26 an einem Ende in Nähe des Wärmeaustauschereinlasses 28 verbunden ist und dessen freies Ende 46 in den Einlaß 24 hineinragt. Ein Ringventilteil 48 ist gleitend auf der Leitung 42 gelagert und besitzt eine ringförmige Dichtungsfläche 50, die in der Lage ist, gegen einen Ventilsitz 52 des Verteilers 26 am Einlaß 24 zur Anlage zu kommen. Das Ventilglied 48 ist gegen den Sitz 52 durch eine Feder 54 belastet, um die Ringöffnung zwischen der Leitung 42 und dem Einlaß 24 zu schließen.
In Wasserba-tibeheizungen ist es erwünscht, eine konstante V.rasserströmung durch die Heizwindung aufrechtzuerhalten, um übermäßige Kalkablagerungen innerhalb der Windung zu verhindern und das Ventil 40 ist vorgesehen, um diese gewünschte Größe zu erreichen. Dementsprechend sind der Durchmesser der Leitung 42 und die Konpressionseigenschaften der Federung 54 so gewählt, daß sie nur den maximal gewünschten Strömungsbetrag in den Wärmeaustauscher
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sulassen, so daß, wenn die gesamte Wasserströmung aus dem FiI-triersystem gleich oder unterhalb des gewünschten Strömungsbetrages durch die Beheizungswinaung ist, das gesamte Wasser durch die Leitung k2 und durch die Uindung 30 strömt.
Sobald die gesamte IJasserströmungsmenge aus dem Filtriersystem über den gewünschten Strömungsbetrag durch die Beheizung ansteigt, wird die zusätzliche Kraft, ausgeübt durch die erhöhte Wasserströmung gegen die geneigte Fläche 15 des Ventils 48 dieses Ventils gegen die Wirkung der Feder 5^ von seinem Sitz 52 abheben. Somit strömt das zusätzliche Wasser, welches in die Einheit fließt, im Nebenschluß zum Ventil der Heizvrindung 30 direkt durch den Verteiler oder Kopf 26 sum Auslaß 36 woes mit dem erhitzten V/asser aus der 'iindung 3'- gemicclit wird und zum Schwimmbad zurückgeleitet wird. Die Feder 5% ist se ausgelegt, daß sie das Ventil ^8 gegen den Sitz halt, wenn die gesamte Uasserströmungsmen^e aus dem Filtriersystem gleich oder geringer als die gewürt-rnte Strömungsmenge durch die Eeiswindung ist.
Die VJär.-neübertra-ungswindung 30 liegt in einer im allgemeinen zylinderischen KeizLasimep 6ö, die im wesentlichen gasdicht vom Geliäuse 12 umschlossen ist. Die Kammer 60 ist von thermisch-isolierendem Material 62 umgeben, wie sich aus Fig. 3 ergibt, welches den Verlust von Wärme aus der Kammer verhindert, wie nooh nachstehend auseinandergesetzt wird.
Die Eeneizungseinheit 32 liegt in der Kaimer 6o im Innern des sylinderischen Raumes, der durch die Windung 30 begrenzt ist und
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enthält obere und untere Plattenglieder 64 und eine Umfangsseitenwandung 66* Diese Seitenwand 66 besteht aus acht durchlochten keramischen Brennerplatten 68, die einen oktogonal profilierten Brenner bilden, wie sich aus Fig. 4 ergibt. Die Oberplatte 64 ist mit einer Zufuhrleitung 69 verbunden9 die durch eine Durchbrechung 70 in der Oberplatte 72 der Kammer 60 verläuft. Eine brennbare Mischung aus Gas und Luft wird der Raumkammer 67 im Innern des Brenners 32 zugeführt, der durch die Keramikplatten 68 definiert ist, und zwar durch die Leitung 69 von einer Gaszufuhrleitung 74 und einem Luftgebläse 76. Die Gaszufuhrleitung 74 kann mit einem üblichen Druckregler und einem nicht dargestellten elektrischen Gasventil versehen sein, um das Gasvolumen genau zu steuern, welches dem Raum 67 zugeführt wird. Es wird bemerkt, daß die Rückwandung 18 des Gehäuses 12 eine Durchbrechung 71 besitzt, durch die die Gaszuführleitung zur Verbindung an die Leitung lh verläuft. Die Luft für das Gebläse 76 wird in das Gehäuse 12 durch mehrere Löcher 77 im überhangteil des Gehäuses eingesaugt. Durch diesen Aufbau werden häßliche Flammrohre und Leitungen vermieden und es wird ein kompakter Aufbau erreicht.
Wie sich aus Fig. 3 und 4 ergibt, besitzt jede Durchbohrung der Brennerplatten 68 eine düsenförmige Ausbildung mit einem Halsteil 78, der vom Einlaß 8O sich zur Kammer 67 mit einem expandierenden oder divergierenden Auslaßteil 82 auf der Außenseite der Brennerplatte gegenüber der Innenfläche der Wärmeübertragungswindung 30 öffnet. Wie in der vorerwähnten älteren Anmeldung P 21 02 276.4 offenbart, wird in Brennerplatten dieser Art mit verhältnismäßig hohen Massenströmungsmengen des zugeführten brennbaren OeIs eine
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laminare Strömung im Halsteil 78 entstehen, die sich in den divergierenden Auslaßteil 82 als zentraler Strahl erstreckt, der sich von der Fläche des Auslaßteiles 82 trennt, um eine turbulente Strömungszone zwischen dem zentralen Strahl und der Fläche des Auslaßteiles 82 zu schaffen. Die Gase niedrigerer Geschwindigkeit in dieser Zone werden entzündet, und diese Gase übertragen sehr wirkungsvoll Hitze zu den Keramikwandungen der Brennerplatten 68 mit einer Temperatur, bei der das Keramikmaterial zum Glühen kommt. Auf diese Weise wird die Hitze, die durch einen gegebenen m Bereich der Brennerplatte erzeugt wird, erheblich erhöht,und als Ergebnis kann die Beheizungseinheit nach der Erfindung wesentlich kleiner gemacht werden als andere bekannte Beheizereinheiten für Schwimmbäder. Es wird bemerkt, daß zur anfänglichen Zündung der strömenden Gase ein Funken- oder Glühfadenzündsystem (nicht dargestellt) in den bevorzugten Ausführungsformen vorgesehen ist,
da
an Stelle von üblichen Zündflammen,/die letzteren leicht durch stärkeren Wind ausgeblasen werden können, sobald die Beheizung für Außenbäder verwendet wird.
Die glühenden Erennerplatten 68 richten Strahlungswärme gegen die Windung 30, um die Windung und dabei das in ihr fließende Wasser zu beheizen,- Zusätzliche Hitze wird der Windung 30 aus den Verbrennungsprodukt en zugeführt, die sich als Ergebnis der Verbrennung von Gasen in den Brennerplatten 68 bilden. Diese zusätzliche Wärme wird durch Konvexion geführt und wird durch die dichte oder dicht gepackte Windungskonstruktion des Wärmeaustauschers 30 gefördert s da die Verbrennungsprodukte daran gehindert werden,.
zwischen den einseinen Schraubenlinien der Windung zu strömen ,
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und damit nach oben in eine Ringzone 86 zwischen den Brennerplatten 68 und der Windung 30 gezwungen werden und einen Teil ihrer Hitze durch Konvexion hierzu übertragen.
Im Oberteil 88 der Kammer 60 strömen die Verbrennungsprodukte, wie durch Pfeile in Fig. 3 angedeutet ist, über den oberen Windungsteil der Windung 30 in den Ringraum 90 zwischen der Windung und der Seitenwand 92 der Kammer 60, wo die Gase abwärts in einer α V/eise fließen, durch die zusätzliche Hitze aus den Verbrennungsprodukten zu der Windung 30 übertragen wird. Wie oben erwähnt wurde, ist der äußere Teil der Kammer 60 mit einer Abdeckung 62 aus thermisch isolierendem Material versehen, welches den Verlust an Wärme aus der Kammer 30 in die Atmosphäre herabsetzt und somit mehr Hitze für den übergang zu dem der Windung 30 fließenden V/asser verfügbar macht.
Die relativ kalten Verbrennungsprodukte strömen aus der Zone 90 entlang des Basisteiles 96 der Kammer 60 zu einer nicht darge-™ stellten öffnung in der Kammer in Ilähe der Rückwandung 18 des äußeren Gehäuses 12. Die im Basisteil 96 strömenden Gase werden von dem Brenner 32 durch eine Platte 98 getrennt, die die heißen Verbrennungsgase von den relativ kalten auszustoßenden Gasen isoliert. Die Rückwand 18 des Gehäuses 12 besitzt eine Rauchgasleitfläche 100 in Nähe einer öffnung 102, und die Abgase aus der Kammer 30 strömen um die Leitfläche 100 zum endgültigen Ausstoß durch die öffnung 102 in die Atmosphäre.
Während die Windung 30 bei der vorliegenden Ausführung ohne
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Rippen dargestellt ist, ist vorgesehen, daß die Außenfläche der i-.'indung mit Rippen versehen werden kann, um die verfügbare Wärmeübergangsfläehe zu vergrößern und Wärme durch Konvexion aus den Gasen aufzunehmen. In jedem Fall wird Feuchtigkeit versuchen, sich an der Windung durch Kondensation der Produkte zu bilden, die entlang den kühleren Windungswandungen strömen. Die sich an der Innenfläche der Windung 30 bildende Kondensation verstärkt die Gesamtiiärmeübertragung zu der Windung, da die Flüssigkeit ein guter Absorber für die infrarote Strahlung ist und schnell er- J hitzt wird. Diese Wärme wird dann durch Leitung über die Rohrwandungen zum in ihm fließenden V/asser übertragen. Die Feuchtigkeit, die sich auf der inneren Fläche der Windung 30 bildet, läuft an dieser Fläche herab und se hlägt sich auf der Oberfläche 106 der Platte 68 nieder, die dachförmig abfällt, wie sich aus Fig. 3 ergibt, ura die Flüssigkeit zu einem Auslaß 108 zu leiten, wodurch sie sich auf der Basis 110 des Gehäuses 12 absetzt. Sich in gleicher !,eise bildende Feuchtigkeit an den Außenflächen der VJinduns 30 läuft diese Flächen zum Basisteil 110 abwärts, der ebenfalls
dachförmig geneigt ist und die Flüssigkeit zu einem Stutzen 112 leitet, durch den sie aus dem Gehäuse abgenommen wird.
Im Betrieb ist die Heizung so hergerichtet, daß sie automatisch arbeitet sobald sich die Pumpe des Bades in Betrieb befindet, und ist mit einem üblichen Thermostaten oder Aquastaten (nicht dargestellt) versehen, der die Wassertemperatur an Einlaß abtastet. Wenn sich die Wassertemperatur unterhalb 6or gevjünschten Minimaltemperatur befindet, wird der Ventilator oder das Gebläse 76 durch übliche F*euerungen angeschaltet, und sobald er seine Dreh-
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zahl erreicht hat, werden das elektrische Gasventil und Zündsystem betätigt, um den Brenner in Gang zu setzen und das Wasser des Bades zu beheizen, welches durch das Ventil 40 und die Windung strömt. Es ist ein nicht dargestelltes Flammenprüfsystem vorgesehen, um die Zündung festzustellen und den Brenner abzuschalten wenn er nicht gezündet hat. Zusätzlich kann ein die Temperatur höhe begrenzender Schalter im Auslaß 3^ der Windung 30 vorgesehen sein, um eine überheizung der Einheit in dem Fall zu verhindern, daß ungenügend Waseer fließt und ein Zeitglied kann mit dem Gebläse· 76 vorgesehen sein, um die Einheit zu kühlen, nachdem der Brenner abgeschaltet ist und dadurch die Kalkbildung im Wärmeaustauscher reduziert wird.
Eine weitere Ausführung der Beheizung für Schwimmbäder gemäß der Erfindung ist in Fig. 5-7 dargestellt und insbesondere in Fig. 5 und 6 ist eine im allgemeinen rechteckige Beheizung 150 für Schwimmbäder dargestellt, die ein äußeres dekoratives Gehäuse 152 mit Front- und Rückwandfeldern 15*J und 156 aufweist. Die Wirkungsweise und der Betrieb der Beheizung für diese Ausführung ist etwa gleich der vorbeschriebenen Beheizungsart und dementsprechend sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Wie in der ersteren Ausführung besitzt die Rückwandung 156 des Gehäuses 152 drei Durchbrechungen 20,21 und 22, durch die die verschiedenen Wasser- und Gasleitungen zum Anschluß an die Beheizungskomponenten verlaufen. Wasser aus dem Filtersystem des Schwimmbades wird durch die Durchbrechung 20 dem Einlaß 2k eines
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Verteilers l60 zugeführt und strömt von da durch den Wärmeaustauscher 162 mit Mehrfachrohren, der zwischen dem Verteiler 160 und dem Verteiler 164 verläuft. Der Wärmeaustauscher nach Fig. ist einer nach Art mit vier übergängen, der für jeden übergang der Via s s er strömung von einem Verteiler zum anderen zwei Rohre verbindet, jedoch ist zu bemerken, daß ein Rohr oder mehr als zwei Rohre für jeden übergang benutzt werden können, wenn dies gewünscht wird. Wie jedoch dargestellt, sind die Rohre I66 paarweise angeordnet und es sind vier Paare 168,169,170 und 172 vor- j handen, die von dem rückwärtigen Verteiler I60 zum vorderen Verteiler 164 verlaufen.
Die Enden jedes Rohres 166 sind in ihren zugehörigen Verteilern montiert und in geeigneter Weise abgedichtet. Der Verteiler 164 besitzt einen zentralen Wandungsteil 176, der den Verteiler in zwei getrennte Kammern 178 und 18O unterteilt, wobei die Kammer 178 die Ausströmenden des ersten Rohrpaares I68 mit den Einströmenden des zweiten Paares I69 und die Kammer 18O die Ausströmenden des Paares 170 mit den Einströmenden des Paares 172 " verbindet. Wie ersichtlich ist, besitzt der Verteiler I60 eine Innenwandung 182, die den Verteiler in zwei Abschnitte 184 und 186 trennt. Der Verteilerabschnitt 184 bildet einen Nebenschlußkanal für überschüssiges Wasser, welches in Nebenschluß aus dem Wärmeaustauscher l62 durch das Ventil 4o fließt, wie in der erwähnten Weise zu der Beheizung 10 erörtert wurde, so daß das überschüssige Wasser direkt durch den Auslaßkanal 36 zum Schwimmbecken zurückfließt. Der Verteilerabschnitt I86 erzeugt die Verbindung zwischen den verschiedenen Rohren 166 und ist mit
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einem Paar Teilungswänden I90 versehen, die den Abschnitt in die Kammern 192,194 und I96 teilen. V/asser, welches in die Einlaßöffnung 24 des Verteilers ΙβΟ eintritt, gelangt in die Kammer durch das Ventil 40 und im höchsten Pail tritt nur das Maximum der gewünschten Strömungsmenge in die Kammer 192 durch die Leitung 42 ein. Das Wasser in der Kammer 192 steht in direkter Verbindung mit den Einlaßenden des Paares der Wärmeaustauschrohre I68 und fließt durch diese Rohre in den ersten Kanal quer zur Beheizung zur Kammer I78 im Verteiler 164. Das V/asser läuft dann aus der Kammer 178 durch das Leitungspaar 169 zur Kammer 194, wo es mit den Einlaßenden des dritten Rohrpaares 170 kommuniziert. Am Ende des dritten Überganges strömt äas Masser aus der Kammer durch die Rohre 172 zur Kammer I96, wo es durch die öffnung I98
und in den Verteilerabschnitt 164 ausströmt/durch den Auslaß 36 zum
Schwimmbecken zurückläuft.
Der Wärmeaustauscher l62 ist in einem Zwischenteil des Gehäuses 152 direkt unter der flachen bzw. ebenen Heizeinheit 210 gelagert. Die Beheizungseinheit 210 besitzt eine im allgemeinen rechteckige Luftkammer 212, die in der Größe im wesentlichen dem Wärmeaustauscher 162 entspricht. Eine durchbrochene keramische Brennerplatte 214 ist als Basis der Luftkammer 212 vorgesehen, die im wesentlichen den Platten 68 der vorbeschriebenen Art entspricht. Wie vorerwähnt, wird ein brennbares Gemisch aus Gas und Luft der Kammer 212 durch die Leitung 216 aus dem Gebläse 218 und einer Gaszuführleitung (nicht dargestellt) zugeführt. Die für die Verbrennung erforderliche Luft wird durch das Gebläse 280 durch eine öffnung 220 im Vorderfeld 154 angesaugt und hierzu ist eine
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Ablenkplatte 222 vorgesehen, womit häßliche Kanäle und Leitungen ausgeschaltet werden.
Die Brennerplatte 211I ist mit einer Anzahl düsenförmiger Bohrungen 220 versehen, die einen im allgemeinen zylinderischen Einlaßhals 78 und einen sich verbreiternden Auslaßteil 82 an ihrer Außenfläche 224, den Oberflächen der Rohre 166.zugekehrt ■aufweisen. Wie bei der Erennerplatte 68 heizt die Verbrennung der Gase in den Bohrungen 82 die Außenflächen der Keramikplatte 21^ ä bis zum Glühen^ i£n wesentliche Mengen an Infrarotstrahlung zu erzeugen. Unter bestimmten Bedingungen wurde festgestellt, daß 60% der dein Brenner zugeführten verfügbaren Energie aus der brennbaren Heizmischung in Strahlungsenergie umgewandelt wird. Diese Energie wird abwärts gegen die Rohre 166 gerichtet, um die Rohre und das in ihnen strife ende Wasser zu erwärmen. Diese Rohre sind, wie sieh aus Fig. 3 und 9 ergibt im Abstand voneinander angeordnet und sind mit Strahlungsrippen versehen, die in der Lage sind, zusätzliche Wärme durch Konvexion aus den Verbrennungsprodukten zu absorbierenj die sich als Ergebnis der Verbrennung im Brenner
bilden, welche Produkte abwärts gegen die Rohre und durch die Abstände zwischen den Rohren ausgestoßen werden. Es 1st zu bemerken, daß die Rohre 166 mit anderen bekannten Arten von Oberflächenvergrößerungen versehen werden können, anstatt von Rippen, um die Wärmeübertragung zu verstärken.
Eine Anzahl von"-im allgemeinen umgekehrten T-förmig profilierten Ablenkern 230 ist unter"den Rohren 166 in Abströmrichtung der Verbrennungsprodükte, montiert, die die heißen Gase um den Unter-
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teil der Rohre ablenken, um die Verteilung der Gase zu verbessern und eine erhöhte und gleichförmigere übertragung von konvektiver Wärme hiervon zu bewirken. Zusätzlich werden diese Ablenkflächen 230 die Strahlung reflektieren, die zwischen den Rohren 166 hindurchgeht zurück zu den Rohren, um im wesentlichen die volle Ausnutzung der durch den Brenner 214 erzeugten Strahlung zu gewährleisten. Wenn auch die Ablenkflächen 230 als T-förmig profilierte Teile dargestellt sind, können natürlich auch andere Ablenkprofile ebenso benutzt werden und insbesondere ist vorgesehen, daß ebene oder kurvenförmige Plattenglieder eine genügende Ablenkung von Gasenund die Reflation der Strahlung erzeugen v/erden.
Nachdem die Verbrennungsprodukte zwischen den Ablenkflächen 230 hindurchfließen, strömen sie abwärts in die Ileizkammer 232 unmittelbar unterhalb des Wärmeeaustauschers 1β2. Die Kammer 232 ist thermisch an den Seiten und vorne durch Platten 234 isoliert,um die Wärme festzuhalten und eine maximale Wärmeübertragung durch Konvexion zu den Rohren 1β2 zu bewirken. Der rückwärtige Teil der Kammer 232 ist jedoch offen, um das Entweichen der relativ abgekühlten Gase durch eine öffnung 236 mit einem Ablenker 238 in der Rückwandung 156 zuzulassen.
Wie bei der ersteren Ausführung wird Kondensat sieh versuchen sich an den verhältnismäßig kalten Rohren I66 zu bilden, sobald heiße Gase hin—durchströmen. Dieses Kondensat fällt von den Rohren auf die Grundfläche 240 des Gehäuses 152, welches dachförmig geneigt ausgebildet ist, um die Feuchtigkeit zu einem Abfluß 242 zu leiten und abzunehmen. 17
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Der Betrieb der Heizeinheit 150 ist im wesentlichen der gleiche wie bei der Heizeinheit 10 der beschriebenen Art und es ist zu bemerken, daß die Einheit I50 ebenso Zünd- und Steuersysteme enthält, wie vorstehend auseinandergesetzt wurde.
^5:
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Claims (1)

  1. PATENTANWÄLTE
    DR. HUGO WILCKEN · DIPL.-ING. THOMAS WILCKEN
    D - 24 LÜBECK. BREITE STRASSE 52-54
    Anmelder: 28.1.1971
    COLUMBIA GAS SYSTEM SERVICE CORPORATION Dr.W./Sch.
    Pat entansprüche
    l.j Beheizung für Flüssigkeiten, insbeeondere V/asser für Schwimmbecken, bestehend aus einer Heizkammer mit in ihr angeordnetem Rohrwärmeaustauscher zur Erzeugung eines Strömungsweges für die zu beheizende Flüssigkeit und mit einem Wärme ausstrahlenden Gasbrenner, dessen Brenner Strahlungswärme in der Kammer erzeugt, die gegen den Wärmeaustauscher gerichtet ist, um die in ihm strömende Flüssigkeit zu erhitzen, wobei diese Kammer eine Abnahmeöffnung zum Austritt der Verbrennungsprodukte des Gasbrenners und Mittel aufweist, um diese Verbrennungsprodukte so zu richten, daß sie in Nähe des Wärmeaustauschers strömen, bevor sie durch die Abnahmeöffnung ausgestoßen werden, um dadurch zusätzliche Wärme zu dem Wärmeaustauscher durch Konvexion aus diesen Verbrennungsprodukt en zuzuführen.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustauscher aus der Windung (30) eines Rohres besteht, der den Brenner (32) umgibt, welcher eine einen Brenner bildende Umfangswand aufweist, die in der Lage ist, Strahlungswärme gerichtet gegen die erwähnte Rohrwicklung zu erzeugen=
    LObsde (0451) 7 58 88, Privafi Dr. H. Wildwn, Curau (04505) 210 - Dipt.-Ing. Th. Wlldcen, LObock (0451) 251 5? Banki Commerzbank A. G., FU. LDb.dc, Kf^-Nr. 39 0187 Postsdiedci Hamburg 138*, 19
    3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Windung bzw. Wicklung dichtgewickelt ist und mit der Heizkammer zusammenarbeitet, um den Strömungsweg für die Verbrennungsprodukte festzulegen, wodurch diese Verbrennungsprodukte zuerst im allgemeinen aufwärts zwischen der erwähnten Umfangswandung des Brenners (32) und der Rohrwicklung (30) aufwärts strömen und dann abwärts zwischen der Rohrwicklung und der Wandung (92) der Kammer, bevor sie durch die Auslaßöffnung
    (102) ausgestoßen werden. ^
    4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (210 in Nähe des Oberendes der erwähnten Kammer vorgesehen ist und ein Grundbrennerglied (21K)) aufweist, welches Strahlungswärme aufgrund der Verbrennung von Gasen in dem Brenner erzeugen kann, und daß der Wärmeaustauseher (162) eine Anzahl miteinander verbundener Rohre (166) aufweist, durch die die Flüssigkeit strömt, wobei diese Rohre unterhalb des Basisteiles liegen a um von ihm Strahlungswärme aufzu- | nehmen.
    5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Anzahl Ablenkflächen (230) in der Kammer unterhalb der Rohre (166) zur Ablenkung der Verbrennungsprodukte, die zwischen diesen Rohren strömen, um eine zusätzliche Beheizung dieser Rohre durch Konvexion aus diesem Verbrennungsprodukten zu bewirken.
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    6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1,2,4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschrohre (l66) im Abstand angeordnete Rippen aufweisen, wodurch die Verbrennungsprodukte aus dem Brenner (2i*f) zwischen den und um die Rohre (166) strömten, bevor sie durch die erwähnte Auslaßöffnung (236) austreten.
    7. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennw zeichnet, daß die Kammer eine zweite öffnung aufweist, durch die Kondensat, welches sich am Wärmeaustauscher bildet, abgenommen wird.
    8. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Ventil zur Regelung der Wasservolumenströmung zum Wärmeaustauscher bis zu einem festgelegten Maximum und gekennzeichnet durch einen Nebenschluß für Überschußwasser.
    ^ 9· Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Brenner aus einer Brennerplatte besteht mit einer Anzahl durchlaufender Bohrungen, die Je aus einem HaIsteil verhältnismäßig kleinen Querschnitts bestehen, der von einem Einlaß auf einer Fläche der Platte und einem sich verbreiterndem Auslaßteil, der vom Halsteil ausgeht, zu einer Öffnung auf einer gegenüberliegenden Fläche der Platte dem Wärmeaustauscher zugekehrt verläuft und der Querschnitte besitzt;, die von dem verier>~ten Halsteil zur Öffnungseite größer werden.
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    lötvorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch Mittel zur Zufuhr eines brennbaren Luft-Gas-Gemisches zur erwähnten einen Oberfläche der Brennerplatte mit Durchströmung durch die Durchlochungen mit einer solchen Strömungsmenge, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Mischung durch den verengten Halsteil jeder Durchbrechung größer ist als die Geschwindigkeit der Flammenausbreitung in der Mischung und im wesentlichen eine laminare Strömung in dem erwähnten Halsteil aufweist, die als Strahl dieser Mischung zentral den erwähnten ' Auslaßteil mit Loslösung dieses Strahls von der Fläche des Auslaßteiles ragt, wodurch eine Zone zirkulierenden Strömung mit niedriger turbulenter Geschwindigkeit geschaffen wirds und zwar zwischen dem erwähnten Strahl und der erwähnten Fläche des Auslaßteiles.
    11.System zur Beheizung von Schwimmbeckenwasser, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser aus und zum Becken durch eine Heizvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche zirkuliert.
    12.System nach Anspruch 11, bei dem ein Nebenschluß zur Ableitung von Wasser aus der Strömung entlang des erwähnten Strömungsweges vorgesehen ist, wobei ein Ventil eine geschlossene Lage einnimmt, in der das gesamte Wasser entlang des Strömungsweges fließt, und welches aus der geschlossenen Stellung bewegbar ist, um zuzulassen, daß ein einstellbarer Teil des Wassers durch den Nebenschluß fließt, wobei dieses Ventil ringförmig und konzentrisch zu der Wasserströmung liegt, die
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    n,
    in die Vorrichtung eintritt, und wobei dieses Ventil axial aus der geschlossenen Stellung heraus verschiebbar ist, wodurch ein ringförmiger Kanal zu dem IJebenschluß geöffnet wird, und wobei eine Schraubenfeder das Ventil in die geschlossene Stellung drückt, wobei diese Feder eine Charakteristik aufweist, die das Ventil in der geschlossenen Stellung hält, wenn die Wassermenge auf dem erwähnten Strömungsweg unterhalb eines festgelegten Wertes liegt und zuläßt, daß der Wasserdruck das Ventil aus der geschlossenen Stellung auf ein Anwachsen der Stromungsmenge oberhalb des festgelegten Wertes herausbev/egt.
    13.Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil einen V/asserzuströmkanal aufweist, dessen Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des V/ass er stromes, der in die Vorrichtung fließt.
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