DE2157664C3 - Heißwasserspeicher für Gas- oder Ölbeheizung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Heißwasserspeicher gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein solcher Heißwasserspeicher ist durch die DT-PS 4s 71 479 bekannt, bei dem die Rohrschlange zum Erhitzen des Wassers dem Wasserbehälter parallel und nicht vorgeschaltet ist. Das Wasser in der Rohrschlange bewegt sich bei geöffnetem Wasscrablaßhahn kaum, weil der Durchmesser der Rohrschlange um ein Vielfaches s" kleiner ist als der Durchmesser des Wasserbehälters und weil der Druckunterschied zwischen dem unteren und dem oberen Ende der Rohrschlange sehr gering isi, bedingt durch das sehr viel größere Volumen des Wasserbehälters und des irr. Vergleich zum Querschnitt des ss Warmwasserbehälters kleinen Querschnitts des Zu- und Abflusses. Dadurch entsteht nur ein geringer Wärmeübergang, und zwar fast ausschließlich durch Wärmeleitung.

Bei diesem bekannten Heißwasserspeicher sind die <>o Wärmeleitungslamellen von einer äußeren Wand umgeben und mit dieser fest verbunden bzw. bilden diese durch abgewinkelte Teile. Dadurch ergibt sich ein wesentlicher Nachteil, weil eine von der Wand des Wasserbehälters abgesetzte koaxiale Fläche gebildet wird, <>■> die mit der Wand des Wasserbehälters direkt verbunden ist und eine größere Fläche aufweist als die Wand des Wasserbehälters. Diese den äußeren Mantel des Heizungskanals bildende Wand weist dadurch ebenso viele Verbindungsstellen mit den Wärmeleitungslamellen auf wie die den inneren Mantel des Heizungskanals bildende Wand des Wasserbehälters. Der äußere Mantel des Heizungskanals kann daher große Wärmemengen aufnehmen. Wegen des nach außen zunehmenden Temperaturgefälles wird sehr viel Wärme durch den relativ großflächigen äußeren Mantel des Heizungskanals abgestrahlt, auch wenn zusätzliche Isoliermittel den Heizungskanal nach außen abschirmen. Die Anordnung Wasserbehälter — Wärmeleitungslamellen Heizungskanal des bekannten Heißwasserspeichers gemäß der DTPS 6 71 479 bedingt also einen größeren Wärmefluß in den äußeren Heizungskanalteil, also vom eigentlichen Warmwasserbehälter fort. Der äußere Mantel des Heizungskanals ist daher bei dem bekannten Heißwasserspeicher mit einer zweiten Rohrschlange umgeben, um wenigstens noch einen Teil der nutzlos nach außen abfließenden Wärme ausnutzen zu können. Da jedoch, wie zuvor bereits erläutert, kaum ein Wärmeaustausch zwischen dem in der Rohrschlange erwärmten Wasser und dem Wasser im Wasserbehälter stattfindet, ist der bekannte Heißwasserspeicher sehr unwirtschaftlich. Durch die zusätzlich außen herumgeführten Rohrschlangen sind auch einer kompakten Bauweise Grenzen gesetzt, wenn die Kapazität in vernünftigen Grenzen gehalten werden soll.

Die Herstellung dieses bekannten Heißwasserspeichers wird noch dadurch erschwert und somit verteuert, daß eine große Zahl von Schweiß- und/oder Lötstellen erforderlich ist, um die Unteransprüchen.

Die Erfindung beidseitig mit den Wänden des Heizungskanals zu verbinden, abgesehen von dem zusätzlichen Aufwand, die zweite Rohrschlange in innigen Kontakt mit der Außenwand des Heizungskanals zu bringen.

Als weitere wesentliche Nachteile des bekannten Warmwasserspeichers sind anzusehen, daß die Wärmeleituiigslamellen schlecht zu reinigen sind, da diese auch nach Abnahme eines isolierenden Schutzmantels nicht von außen zugänglich sind. Ebenso ist das Innere des Warmwasserbehälters zum Entfernen von Kesselstein nicht zugänglich. Eine Reinigung ist also nur durch den Fachmann und mit Hilfe geeigneter Lösungmittel möglich. Eine mechanische Reinigung ist unmöglich. Dadurch entstehen hohe Wartungskosten.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, einen kompakten, wenig Platz beanspruchenden Heißwasserspeicher zu schaffen, bei dem die von außen zugeführte Wärme optimal genutzt wird und bei dem der Wasserbehälter und der Heizungskanal leicht zu reinigen sind, so daß die Leitfähigkeit voll erhalten bleibt und ein einwandfreier Betrieb gesichert ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Heißwasserspeicher gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs I so ausgebildet, wie dies im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 beschrieben ist.

Der erfindungsgemäße Heißwasserspeicher verwendet gefaltete Metallstreifen als Wärmeleitungslamellen, die mit den kurzen Faltstrecken innig an der Warmwasserbehälteraußenwand befestigt und damit relativ großflächig mit dem Warmwasserbehälter verbunden sind und eine relativ kleine nach außen weisende Gesamtfläche haben, so daß ein großer Wärmeausnutzungsgrad erzielt wird. Die Rohrschlange ist vorgeschaltet, wodurch zusätzlich ein Wärmeübergang durch Mischen des aus der Rohrschlange ausströmenden

Wassers mit dem Wasser in dem Behälter, in den das erstere einströmt, und durch Konvektion erfolgt.

Der Wasserbehälter des erfindungsgemäßen Heißwasserspeichers ist trennbar, wodurch ein leichter Zugang zum Inneren und dadurch eine leichlere Reinigung von Kesselstein möglich ist..

Nach einer Weiterbildung der Erfindung erstreckt sich der Heizungskanal nur um einen Teil des Gehäuses. Dies ist möglich, weil die Wärmeleilungslamellen sehr dicht angeordnet werden können, wodurch ein sehr guter Wärmeübergang erreicht wird, so daß der eigentliche Wärmeaustausch lediglich im unteren Heißwasserspeicherteil zu erfolgen braucht und damit auch der ringförmige Heizungskanal nur um einen Teil des Heißwasserspeichers geführt zu werden braucht. Dadurch ist ein platzsparender kompakter Aufbau des Heißwasserspeichers möglich.

Nach einer anderen Weilerbildung der Erfindung sind die Wärmeleitungslamellen im wesentlichen parallel zueinander und zur Achse des Gehäuses angeordnet. Auf diese Weise is·, gesichert, daß die heißen Heizgase mit relativ hohem Wirkungsgrad über die Außenseite des Gehäuses und die Wärmeleitungslamellen streichen und nicht direkt zum Abzug, ohne Abgabe einer angemessenen Wärmemenge, strömen. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besteht die Außenwand des Isoliermantels aus poliertem Metall. Hierdurch wird der Wärmeverlust der heißen Verbrenrungsgase weiterhin verringert und der Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Heißwasserspeichers noch erhöht.

Weitere Merkmale im Rahmen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel gezeigt ist, nachstehend beschrieben. Es zeigt

F i g. I einen Aufriß des Heißwasserspeichers in zum Teil weggebrochener Darstellung,

F i g. 2 einen Schnitt durch den Heißwasserspeicher nach F i g. 1 entlang der Linie 2-2.

Der Heißwasserspeicher 10 weist ein aufrechtes im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 12 auf. Das Gehäuse 12 besteht aus zwei Teilen, einem oberen Teil 14 und einem unteren Teil 16, wobei beide Teile gewölbte Enden aufweisen, die mit den Teilen aus einem Stück bestehen. Die beiden Teile weisen Flansche 20 und 22 auf, die mittels Bolzen (nicht gezeigt) verbunden sind und zwischen denen eine Dichtung 24 angeordnet ist.

Ein Heizungskanal 30 ist um das untere Teil 16 des Gehäuses 12 herum angebracht. Der Heizungskanal 30 befindet sich zwischen der Wand des unteren Teils 16 und einem ringförmigen Isoliermantel 32, der z. B. aus rostfreiem Stahl besteht und dessen nach außen gerichtete Seite poliert ist. Hierdurch werden wesentliche Hitzeverluste der heißen Gase verhindert. Der Heizungskanal 30 ist an seinem unteren Ende offen, während sein oberes Ende von einer Wand 34 abgeschlossen wird, die aus einem Stück mit dem Isoliermantel 32 besteht und sich zunehmend ringförmig verjüngt, bis zu einem Punkt, am dem sie an das untere Ende des Abzugs 36 anschließt. Teile der Wand 34 sind mit einer Innenauskleidung 38 aus wärmeisoliercndem Material versehen.

Um den Wärmeübergang vom heißen Heizgas zum Heißwasserspeicher zu verbessern, erstrecken sich Wärmeleitungslamellen 40 über den Hei/ungskanal, die an der Außenseite der Wand des unteren Teils 16 des Gehäuses 12 angebracht sind. Wie aus F i g. 2 zu entnehmen ist, können diese Wärmeleitungslainellen 40 einfach und billig aus einem Streifen aus gut wärmeleitendem Metall wie Kupfer hergestellt werden, indem der Streifen in Zickzackform gefaltet wird, so daß sich Knickstellen bilden, die sich radial vom Gehäuse 12 ausdehnen und die Wärmeleitungslamellen bilden und die sich mit kurzen Knickstellen 42 abwechseln, welche aufeinanderfolgend an der Außenseite der Wand des unteren Teils 16 befestigt sind. Diese Befestigung erfolgt derart, daß die lnnenfäche des Gehäuses 12 freigelassen wird (s. Fig.2). Die Innenauskleidung 38 aus wärmeisolierendem Material erstreckt sich innerhalb des Heizungskanals 30 über den Bereich der Wärmeleitungslamellen 40.

Innerhalb des unteren offenen Endes des Heizungskanals 30 ist ein ringförmiger Brenner 44 für das Gas angeordnet. Der Brenner 44 kann herkömmlicher Bauart sein und geeignet sein für Stadtgas, Naturgas und andere Verbrauchsgase.

Bei Betrieb strömen die Verbrennungsgase vom Brenner 44 aufwärts durch den ringförmigen Heizungskanal 30 über die Wärmeleitungslamellen 40. Diese Wärmeleitungslamellen 40 zwingen das Gas, nach oben über die Fläche des unteren Teils 16 des Gehäuses 12 zu streichen. Dabei erwärmen sie die Wand des Gehäuses 12 und die Wärmeleitungslamellen 40, und dadurch wird dann das Wasser in dem Gehäuse 12 erwärmt. Nach dem Passieren der Wärmeleitungslamellen 40 erreichen die Verbrennungsgase den verjüngten oberen Teil des Heizungskanals 30 und strömen dann um die Seite des Gehäuses 12 herum zum Abzug 36. Das erzeugte heiße Wasser und der erzeugte Dampf sind über den Auslaß 50 entnehmbar.

Der erfindungsgemäße Heißwasserspeicher 10 ist aus thermischer Sicht sehr leistungsfähig, da der Wärmeübertragungsgrad vom heißen Verbrennungsgas auf das Gehäuse 12 hoch ist, wobei dieser noch durch die Verwendung der Wärmeleitungslamellen 40 verbessert wird. Zudem veranlassen die Wärmeleitungslamellen 40 die Gase, aufwärts über die Fläche des Gehäuses 12 und nicht direkt zum Abzug zu strömen, wodurch der Wärmeaustausch verbessert wird.

Diese Wärmeleitungslamellen 40 ragen in den Heizungskanal 30 und nicht in das Innere des Gehäuses 12 hinein. Das Gehäuse 12 bleibt daher zum Reinigen und Entzundern zugänglich, was die Betriebssicherung und die thermische Leistungsfähigkeit des Heißwasserspeichers 10 verbessert. Außerdem kann ein bequemer und voller Zugang zu dem Inneren des Gehäuse 12 durch Trennen des Gehäuses 12 in die oberen und unteren Teile 14 und 16 erreicht werden. Weiterhin ist es gewöhnlich nicht notwendig, den Heißwasserspeicher von seinem Standort zum Zwecke des Reinigens und Entzunderns zu entfernen.

Der Heißwasserspeicher 10 ist sehr kompakt, und da die Außenfläche des Isoliermantels 32 poliert ist und im Bereich der Wärmeleitungslatnellen 40 die wärmeisolierende Innenauskleidung 38 vorgesehen ist, ergibt sich ein vergleichsweise geringer Würmeverlust der heißen Verbrennungsgase. Daher kann der Heißwasserspeicher 10 auf relativ engem Raum angebracht werden mit niedrigem Wärmeübergang auf benachbarte Bereiche.

Der erfindungsgemäße Warmwasserspeicher erlaubt auf Grund seines vorteilhaften Aufbaus auch dem Laien

(15 die Reinigung, da nach der Entfernung des Schutzmantels die Lamellen frei liegen und leicht mechanisch gereinigt werden können, was noch durch die geringe senkrechte Ausdehnung erleichtert wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Heißwasserspeicher für Gas- oder ölbeheizung, mit einem senkrechten zylindrischen Gehäuse. einem ringförmigen, das Gehäuse umschließenden teilweise vom Gehäusemantel gebildeten Heizungskanal und mit sich radial vom Gehäuse in den Heizungskanal erstreckenden Wärmeleitungslamellen, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) aus einem oberen und einem unteren (14 bzw. 16) durch Flansche (20, 22) verbundenen Teil besteht, daß die Wärmeleitungslamellen (40) aus gefaheten Metallstreifen gebildet sind und mit der Außenwand des unteren Teils (i6) de<; Gehäuses (12) verbunden sind und daß der Heizungskanal (30) von der Außenwand des unteren Gehäuseteils (16) und einem abnehmbaren zylindrischen fsoliermantel (32) gebildet ist.

2. Heißwasserspeicher nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Heizungskanal (30) sichnur um einen Teil des Gehäuses (12) erstreckt.

3. Heißwasserspeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Heizungskanals (30) ein ringförmiger Brenner (44) angeordnet ist.

4. Heißwasserspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleitüngslamellen (40) im wesentlichen parallel zueinander und zur Achse des Gehäuses (12) angeordnet sind. -,ι

5. Heißwasserspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallstreifen für die Wärmeleitungslaniellen (40) zickzackförmig gefaltet ist und die Knickstellen (42) an der Wand des Gehäuses (12) befestigt sind. -^

6. Heißwasserspeicher nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand des Isoliermantels (32) aus poliertem Metall besteht.