DE2241220B2 - Speichererhitzer - Google Patents
SpeichererhitzerInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
- F24H1/18—Water-storage heaters
- F24H1/20—Water-storage heaters with immersed heating elements, e.g. electric elements or furnace tubes
- F24H1/201—Water-storage heaters with immersed heating elements, e.g. electric elements or furnace tubes using electric energy supply
- F24H1/202—Water-storage heaters with immersed heating elements, e.g. electric elements or furnace tubes using electric energy supply with resistances
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H9/00—Details
- F24H9/0005—Details for water heaters
- F24H9/001—Guiding means
- F24H9/0015—Guiding means in water channels
- F24H9/0021—Sleeves surrounding heating elements or heating pipes, e.g. pipes filled with heat transfer fluid, for guiding heated liquid
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Description
Die Erfindung betrifft einen Speichererhitzer für eine bei diesem Druck in der Größenordnung von 0,2 Liter
unter Druck stehende, gashaltige Flüssigkeit mit einem Gas von atmosphärischem Druck pro Liter Wasser. Bei
durch eine Trennwand in eine Speicherkammer und eine 35 starker Entnahme von Warmwasser kann der Druck im
Erhitzungskammer unterteilten Behälter, wobei die Wärmetauscher auf etwa 0.5 atü absinken. Die Löslichbeiden
Kammern über eine in der Trennwand keit von Gas beträgt dann nur etwa 0,05 Liter Luft pro
angeordnete obere und untere öffnung in Verbindung Liter Wasser. Infolgedessen wird eine große Menge Gas
stehen, einem in der Erhitzungskammer angeordneten in Form von Gasblasen abgegeben. Diese Gasmenge
Heizelement sowie mit einem Einlaufund einem Auslauf 40 sammelt sich als Gaskissen im obersten Teil der kleinen
in der Speicherkammer. Kammer. Hat die kleine Kammer ein Volumen von
Derartige Speichererhitzer oder Wärmetauscher beispielsweise 15 Liter, so beträgt das Volumen des
werden insbesondere für die Bereitung von unter einem Gaskissens etwa 1,5 Liter bei 0,5 atü. Diese Wassermengewissen
Überdruck stehendem Brauchwasser verwen- ge wird also von der kleinen Kammer in die große
det i5 Kammer hinausgepreßt. Nach Beendigung der Warm-
Bei der Erwärmung gewisser Arten von Brauchwas- Wasserentnahme steigt der Druck erneut auf 9 atü,
ser entstehen an den wärmeübertragenden Oberflächen wobei das Gaskissen zu einem Volumen von etwa
der Heizelemente Ablagerungen, wodurch am Material 0,25 Liter verdichtet wird. Etwa 1,25 Liter Frischwasser
dieser Oberflächen Korrosionsschäden auftreten kön- strömen dabei von der großen Kammer in die kleine
nen. Als Heizelemente werden in der Regel elektrische 50 Kammer. Wird zu diesem Zeitpunkt nicht entlüftet geht
Heizpatronen oder z. B. auch Heizschlangen für die das Gas allmählich erneut in Lösung. Dieser Vorgang
Heizflüssigkeit verwendet. Ablagerungen an den Ober- wiederholt sich bei jeder Warmwasserentnahme,
flächen elektrischer Heizpatronen führen in kurzer Zeit Durch den vorstehend beschriebenen Vorgang
flächen elektrischer Heizpatronen führen in kurzer Zeit Durch den vorstehend beschriebenen Vorgang
zu einer Beschädigung der Patronen durch Überhitzung. beträgt der Wasseraustausch in der kleinen Kammer 10
Ablagerungen an den Heizschlangen vermindern die 55 bis 20 %. Die normale Wärmeausdehnung des Wassers
Wärmeübertragung. beträgt hierbei lediglich 2 %. Der Wasseraustausch
Eine Möglichkeit zur Reduzierung der genannten aufgrund des oben beschriebenen Vorganges ist daher
Nachteile ergibt sich durch die Unterteilung des fünf- bis zehnmal größer als derjenige aufgrund der
Innenraumes des Speichererhitzers mittels einer Trenn- Wärmeausdehnung.
wand in eine große und eine kleine Kammer. Die 60 Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, das vorstehend
Heizelemente sind dabei in der kleinen Kammer erwähnte Entgasungsproblem bei Speichererhitzern der
angeordnet. Die kleine und die große Kammer sind im eingangs beschriebenen Art auf wirksame Weise mit
wesentlichen über die untere öffnung in der Trennwand einfachen technischen Mitteln und geringem Kostenaufverbunden.
Diese untere öffnung liegt vorzugsweise wand zu lösen.
unterhalb des obersten Teiles der Oberfläche des 65 Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Heizelemente·. Durch diese niedrige Anordnung der obere öffnung als Kapillarrohr ausgebildet ist oder aus
öffnung wird die Gefahr der Korrosion und der einem Stichloch bzw. Schnitt in dem aus flexiblem
Belagbildung auf der Oberfläche des Heizelementes Material bestehenden oberen Teil der Trennwand
besteht
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird erreicht,
daß die in der oberen öffnung auftretenden Kapillar- und Oberflächenspannungrkräfte ein Kissen
von aus der Flüssigkeit in der Erhitzungskammer abgetrenntem Gas im oberen Bereich der Erhitzungskammer zurückzubehalten vermögen, sofern keine
Entnahme von Flüssigkeit an der Verbrcuchsstelle
erfolgt
Dadii.ch wird ein Durchströmen von Flüssigkeit aus
der Speicherkammer durch die untere öffnung in die Erhitzungskammer hinein und in ihr hoch zur oberen
öffnung und durch diese zurück in die Speicherkammer verhindert Wird nun Flüssigkeit an der Verbrauchsstelle
abgezogen, so fällt der Druck in der Speicherkammer. Die erfindungsgemäß ausgebildete obere öffnung
erlaubt nun, daß Gas aus dem Gaskissen in der Erhitzungskammer durch die oben· öffnung in die
Speicherkammer entweicht. Dadurch wird verhindert, daß das sich vergrößernde Gaskissen Flüssigkeit aus der
Erhitzungskammer durch die untere öffnung hinaustreibt und somit ein Flüssigkeitsaustausch stattfindet.
Die Erfindung wird nachstehend näher erläutert, wobei auf die Zeichnungen Bezug genommen wird. Es
zeigt
F i g. 1 und 2 Vertikalschnitte durch zwei Ausfuhrungsformen.
Die in den F i g. I und 2 dargestellten Speichererhitzer
umfassen einen Behälter 1. ein Heizelement 2, einen Einlaufstutzen 4 für unter Druck stehendes und zu
erwärmendes Wasser, und einen Auslaufstutzen 3 fur erwärmtes Wasser. Dieser Auslaufstutzen 3 steht über
ein Ventil 19 mit einer Verbrauchsstelle für das erwärmte Wasser in Verbindung. Durch eine Trennwand
5, die im folgenden als Wärmetauscherwand bezeichnet wird, ist der Raum im Behälter 1 in eine
große Kammer, im folgenden als Speicherkammer 9 und eine kleine Kammer, im folgenden als Erhitzungskammer
10 bezeichnet, unterteilt In der Trennwand 5 sind eine untere öffnung 6 und eine obere öffnung 7
vorgesehen, die eine Verbindung zwischen der Erhitzungskammer 10 und der Speicherkammer 9 herstellen.
In F i g. 1 ist die obere öffnung 7 a!s ein Kapillarrohr
ausgebildet, das durch Kapillar- und Oberflächenspannungskräftp regelnd wirkt. Die Wirkung des Kapillarrohres
wird später noch näher beschrieben. Wie in F i g. 1 gezeigt, ist ein Rückschlagventil 8 in der
Erhitzungskammer 10 in einem beträchtlichen Abstand unterhalb der als Kapillarrohr ausgebildeten oberen
öffnung 7, aber oberhalb des Heizelementes 2 angeordnet. Dieses Rückschlagventil hindert die Flüssigkeit
oberhalb des Rückschlagventils an einem Hinunterströmen unterhalb desselben, wenn sich ein
Luftkissen, das im Kapillarrohr und gleich unterhalb desselben vorhanden ist, in der nachstehend beschriebenen
Weise ausweitet. Das Rückschlagventil 8 kann aus einem Sitz mit einer verhältnismäßig großen öffnung
und einem leicht beweglichen Ventilabdichtorgan bestehen, das eine Strömung von Flüssigkeit lediglich
nach oben durch den Ventilsitz gestattet.
In F i g. 2 ist die obere öffnung als ein derart kleines
Loch in der Trennwand 5 ausgebildet, daß sich wegen der Kapillar- und Oberflächenspannungskräfte nicht die
gesamte, im oberen Teil der Erhitzungskammer 10 angesammelte Luft durch das Loch hinaustreiben läßt.
In F i g. 2 ist ferner ein Rückschlagventil 8 gezeigt, das ein Hinaustreiben von Flüssigkeit aus der Erhitzungskammer 10 verhindert, wenn sich das Gaskissen in der
Kammer 10 bildet In Fig. 2 ist das Rückschlagventil 8 jedoch an einem kurzen, an die untere öffnung 6
angeschlossenen Rohr angeordnet
Bei Inbetriebnahme des Speichererhitzers gemäß F i g. 1 oder 2 wird der Behälter 1 mit Flüssigkeit aus
dem Einlaufstutzen 4 gefüllt, wobei Flüssigkeit, die durch die öffnung 6 in die Erhitzungskammer 10 eintritt,
Gas aus der Kammer 10 durch das Kapillarrohr oder die obere öffnung 7 so lange hinaustreibt bis der Druck des
in der Kammer 10 verbleibenden Gaskissens nicht mehr ausreicht, um die Kapillar- und Oberflächenspannungskräfte
in der öffnung 7 zu überwinden, die von der außerhalb der öffnung 7 befindlichen Flüssigkeit
erzeugt werden. Das Gaskissen in der Erhitzungskammer 10 hat nun ein verhältnismäßig kleines Volumen.
Das Gaskissen ist indessen wichtig, denn es verhindert ein kontinuierliches Durchströmen der Flüssigkeit durch
die Erhitzungskammer 10 von der öffnung 6 zur öffnung 7, d. h. einen stetigen Austausch von Flüssigkeit
zwischen der Kammer 10 und der Kammer 9. Erhitzt das Heizelement 2 das Flüssigkeitsvolumen in der
Kammer 10, so wird in der Flüssigkeit gelöstes Gas in
Form von Gasbläschen abgegeben Dieses Gas erhöht das Volumen und den Druck des Gaskissens, so daß das
Gas das Gaskissen, die Kapillar- und Oberflächenspannungskräfte in der öffnung 7 überwindet und in die
Speicherkammer 9 entweicht. Im Ruhezustand des Speichererhitzers, in welchem das Ventil 19 geschlossen
ist, wird das Gaskissen in der öffnung 7 und gleich unterhalb derselben somit im wesentlichen seine Größe
beibehalten. Beim öffnen des Ventils 19 sinkt der Flüssigkeitsdruck im Speichererhitzer. Das Gaskissen in
der Kammer 10 beginnt sich zu vergrößern. Anfangs hat das Gaskissen einen hinreichend hohen Druck, um die
Kapillar- und Oberflächenspannungskräfte der außerhalb der öffnung 7 befindlichen Flüssigkeit deren
Druck nun abgesunken ist. zu überwinden. Ein beträchtlicher Teil des Gaskissens kann somit durch die
öffnung 7 entweichen. Dabei ist das Gaskissen selbstverständlich auch bestrebt. Flüssigkeit aus der
Kammer 10 durch die untere öffnung 6 hinaufzutreiben. Das Volumen der hinausgetriebenen Flüssigkeit ist
jedoch verhältnismäßig gering. Erforderlichenfalls kann durch die Anordnung des Rückschlagventils 8 ein
Rückströmen der Flüssigkeit auch vollkommen verhindert werden. Wird das Ventil 19 wieder geschlossen, so
steigt der Flüssigkeitsdruck im Speichererhitzer, wobei das in der Kammer 10 verbleibende Gas zu einem
kleinen Gaskissen in der öffnung 7 und gleich unterhalb derselben komprimiert wird. Eine geringe Menge
frischer Flüssigkeit wird deshalb in die Kammer 10 durch die öffnung 6 eindringen. Das Volumen dieser neu
zugeführten Flüssigkeit ist jedoch verhältnismäßig klein. Der Austausch von Flüssigkeit in der Erhittungskammer
10 infolge der Erniedrigung und der nachfolgenden Erhöhung des Flüssigkeitsdruckes im Speichererhitzer
ist deshalb verhältnismäßig gering, so daß das Heizelement 2 im größtmöglichen Umfang vor Korrosion
und Ablagerungen geschützt ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die obere öffnung 7 als Stichloch oder Schnitt in einem aus
flexiblem Material ausgeführten oberen Teil der Trennwand 5 ausgeführt werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Speichererhitzer für eine unter Druck stehende,
gasige Flüssigbit, mit einem durch eine ,
gasige Flüssigbit, mit einem durch eine ,
ISSSJLTnJSSSSSi. wob Εϊ££«* Flüssigkeit münden beide in die
beiden Kammern über eine in der Trennwand große Kammer. eiPi„»r«.rhitWrn „,»^ A-
angeordnete obere und untere Öffnung in Verbin- Bei diesen ^™™^™^™^™ £"den die
duSg stehen, einem in der Erhitzungskammer io Gase, die von der Flüsigkeit bei der Erwärmung
angeordneten Heizelement sowie mit einem Einlauf freigegeben werden, mitte J euier von Hand oder
und einem Auslauf in der Speicherkammer, da- automatisch betätigten ^^™™^"*8 der
durch gekennzeichnet daß die obere kleinen Kammer ms Freie oder ηjhe große Kammer
öffnung (7) als KapiUarrohr ausgebildet ist, oder aus abgeleitet Solche von Hand betätigten Enüuftungsvoreinem
Stichloch bzw. Schnitt in dem jius flexiblem 15 richtungen erfordern eine sorgfalt.ge Überwachung, um
Material bestehenden oberen Teil der Trennwand den Speichererhitzer in einwandfreiem Betneb zu
(5) besteht halten und Schaden an dem Heizelement zu vermeiden.
2. Speichererhitzer nach Anspruch 1, dadurch Bekannte automatische Entlüftungsvorrichtungen weigekennzeichnet,
daß in der Erhitzungskammer (10) sen entweder Veatdemrichtungen auf, die kostspielig
ein die Strömung durch die untere öffnung (6) in die 20 und störanfällig sind und häufig einen beträchtlichen.
Speicherkammer (9) sperrendes Rückschlagventil (8) nicht erwünschten Austausch von Flüssigkeit zwischen
angeordnet ist den Kammern gestatten, oder sie verwenden sogenann-
3. Speichererhitzer nach Anspruch 2. dadurch te LuWallensysteme die -um wirksam zu sein - eine
gekennzeichnet daß das Rückschlagventil (8) zwi- beträchtliche Bauhöhe erfordern, da der Druck im
sehen der oberen Öffnung (7) und dem Heizelement 25 Speichererhitzer beim Betrieb betrachtl.cn schwankt
(2) angeordnet ist Ein typisches Beispiel für die Auswirkungen von
(2) angeordnet ist Ein typisches Beispiel für die Auswirkungen von
4. Speichererhitzer nach Anspruch 2, dadurch Druck,chwankungen und die damit zusammenhängengekennzeichnet
daß das Rückschlagventil (8) im den Probleme bei der Erhitzung von Brauchwasser, ist
Bereich der unteren öffnung (6) angeordnet ist. im folgenden beschrieben:
30 Der Druck in einem Speichererhitzer für diesen
Zweck beträgt normalerweise bis zu 9 atü. Die
Löslichkeit von Luft und anderen Gasen in Wasser liegt
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE1147371 | 1971-09-10 | ||
SE11473/71A SE365863B (de) | 1971-09-10 | 1971-09-10 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2241220A1 DE2241220A1 (de) | 1973-03-29 |
DE2241220B2 true DE2241220B2 (de) | 1976-10-21 |
DE2241220C3 DE2241220C3 (de) | 1977-06-08 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0075157A1 (de) * | 1981-09-18 | 1983-03-30 | Eureka | Warmwasserbereiter zur Erzeugung und Speicherung von heissem Wasser |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0075157A1 (de) * | 1981-09-18 | 1983-03-30 | Eureka | Warmwasserbereiter zur Erzeugung und Speicherung von heissem Wasser |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BE788445A (fr) | 1973-01-02 |
NL7212124A (de) | 1973-03-13 |
ATA773672A (de) | 1975-01-15 |
SE365863B (de) | 1974-04-01 |
IT964375B (it) | 1974-01-21 |
GB1389850A (en) | 1975-04-09 |
US3782335A (en) | 1974-01-01 |
AT325728B (de) | 1975-11-10 |
DE2241220A1 (de) | 1973-03-29 |
CA975230A (en) | 1975-09-30 |
FR2152125A5 (de) | 1973-04-20 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |