DE2316623C3 - Wärmetauscher zum Anschluß an eine Fernheizungsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher zum Anschluß an eine Fernheizungsanlage, mit einem stehenden, zylindrischen Behälter für Brauchwasser, einem zumindest den unteren Teil des Behälters umgebenden, an Raumheizkörper anschließbaren Wassermantel, einer im Wassermantel angeordneten an die Fernheizungsanlage anschließbaren Rohrschlange und einem die Strömung durch die Rohrschlange regelnden Rücklaufbegrenzer.

Diese bekannten Wärmetauscher haben den Nachteil, daß der Wärmeinhalt des Heizwassers nicht genug ausgenutzt wird und es daher mit einer relativ hohen Temperatur wieder in die Fernheizungsanlage zurückläuft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher dieser Art zu schaffen, bei dem ein Teil des Wärmeinhalts des den Rücklaufbegrenzer verlassenden Wassers für die Vorerhitzung des in das Wassergefäß einströmenden Kaltwassers ausgenutzt werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Rohrschlange in zumindest zwei miteinander in Reihe verbundene, in verschiedener Höhe angeordnete Rohrgruppen aufgeteilt ist und daß der Rücklaufbegrenzer zwischen einer unteren Rohrgruppe und einer darüberliegenden Rohrgruppe angeordnet ist.

Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles nachstehend be-" h! der Zeichnung weist ein geschlossener Behälter 10 .... stahl oder einem anderen geeigneten Werkstoff Sien zylindrischen Mantel 11 und gewölbte Stirnwän- A 12 13 auf Der stehende Behalter ruht auf einem rechteckigen Fuß 14. Seine axiale Höhe ist um ein vielfaches größer als sein Durchmesser. Der Behälter 10 ist über einen durch seinen Boden geführten Stutzen 15 an »ine Kaltwasserleitung und über e.nen mit Abstand unterhalb seines oberen Endes angeordneten Stutzen 16. der auf der Innenseite mit einem unmittelbar unter der oberen Stirnwand des Behälters mündenden Rohr 17 in Verbindung steht, an ein Versorgungssystem für Brauchwasser angeschlossen. ■ ^ · , .

Der Behälter 10 ist ungefähr zwei Drittel seiner '^he vom Boden gerechnet, von einem zu seinem zylindrischen Mantel 11 koaxialen Außenmantel 18 umschlossen der zusammen mit ringförmigen Stirnwänden einen Wassermantel 19 um den Behälter JO beerenzt Durch einen unten angeordneten Stutzen 20 steht der Wassermantel 19 mit der Rücklaufleitung und über einen am oberen Ende angeordneten Stutzen 21 mit der Vorlaufieitung der Raumheizkorperanlage in

Verbindung. .

Eine Rohrschlange 22 ist in dem Wassermantel 19, sich gegen dessen Außenmantel 18 abstützend, angeordnet Die Rohrschlange 22 ist an eine Fernheizungsanlage über obere und untere, durch den Außenmantel 18 geführte Stutzen 23, 24 angeschlossen. Heizwasser strömt durch den oberen Stutzen 23 hinein und läuft durch den unteren Stutzen 24 zurück. Die Rohrschlange 22 ist in der dargestellten Ausführungsform in drei miteinander in Reihe verbundene, in verschiedener Höhe angeordnete Rohrgruppen 25, 26, 27 aufgeteilt. Die beiden oberen Rohrgruppen 25, 26 sind in der oberen Hälfte des Wassermantels 19 in verschiedener Höhe und mit Abstand zueinander angeordnet, während die untere Rohrgruppe 27 im unteren Teil des Wassermantels 19 angeordnet ist und somit den unteren Teil des Behälters 10 umschließt. Zwischen der mittleren Rohrgruppe 26 und der unteren Rohrgruppe 27 ist ein Rücklaufbegrenzer 28 bekannter Bauart eingeschaltet, der den Fluß durch die Rohrschlange in Abhängigkeit von der Temperatur des aus der mittleren Rohrgruppe 26 ausströmenden Wassers regelt, so daß diese Temperatur bei einem bestimmten, auf den Rücklaufbegrenzer eingestellten Wert gehalten wird.

Der beschriebene Wärmetauscher wirkt in der folgenden Weise: . .

Im Winter, wenn die Außentemperatur am niedrigsten ist, wird Heizwasser durch den Stutzen 23 bei einer verhältnismäßig hohen Temperatur, beispielsweise bei 120⁰C, zugeführt. Das Heizwasser strömt von oben nach unten durch die Rohrschlange 22 und gibt dabei Wärme an das umgebende Wasser ab, das von unten nach oben durch den Wassermantel 19 strömt. Ein Teil der vom diesem Wasser aufgenommenen Wärme wird dabei an das im Behälter 10 befindliche Brauchwasser abgegeben. Der Rücklaufbegrenzer regelt die Heizwasserströmung durch die Rohrschlange 22 derart, daß die Temperatur des Wassers beim Austritt aus der Rohrgruppe 26 den eingestellten Wert, beispielsweise 55°C, erreicht. Beim Durchgang durch die untere Rohrgruppe 27 wird das Heizwasser noch mehr abgekühlt, falls die Rücklauftemperatur von den Raumheizkörpern niedrig ist und/oder falls die Temperatur des Wassers im unteren Teil des Behälters 10 niedrig ist insbesondere nach einer beträchtlichen Abgabe von

warmem Brauchwasser aus dem oberen Teil des Behälters, z. B. beim füllen einer Badewanne. Die untere Rohrgruppe 27 wirkt somit wie eine Vorerhitzungsschlange für das Wasser der Raumheizkörper im unteren Teil des Wassermantels 19, und dieses vorgeheizte Wasser heizt seinerseits das dem Behälter 10 unten zugeführte Kaltwasser vor, ehe dieses ein solches Niveau im Behälter erreicht, daß es von den beiden oberen Rohrgrupficn 25 und 26 Wärme aufzunehmen beginnt.

Im Sommer, wenn die Raumheizkörperanlage abgeschaltet und der Bedarf an Wärme geringer ist. wird Heizwasser dem Wärmetauscher bei einer bedeutend niedrigeren Temperatur, beispielsweise bei etwa 75°C, zugeführt. Es findet dann keine Wasserströmung durch den Wassermantel 19 statt. Die Temperatur des die Rohrschlange 22 umgebenden Wassers ist dann auf jedem Niveau nur unwesentlich niedriger als die Temperatur des Heizwassers der entsprechenden Rohrgruppe. Auch in diesem Fall dient die untere Rohrgruppe 22 als eine Vorerhitzungsschlange, die über das Wasser im Wassermantel 19 das in den Behälter 10 unten hineinströmende Kaltwasser vorheizt, ehe es den Wirkungsbereich der beiden oberen Rohrgruppen 25, 26 erreicht.

Um eine erwünschte Schichtung des Wassers im ringförmigen Wassermantel 19 in Abhängigkeit von der Wassertemperatur zu fördern, soll der Abstand zwischen dem Mantel M des Behälters 10 und dem Außenmantel 18 verhältnismäßig kleingehaltcn werden, beispielsweise von der Größe des doppelten Außendurchmessers der Rohre der Rohrschlange 22 für den Fall, daß diese nur in einer Rohrlage bzw. Rohrschicht gewickelt ist. Die Höhe des Behälters 10 soll im Verhältnis zu seinem Durchmesser groß sein. Für einen Wärmetauscher wird die Höhe vorzugsweise etwas kleiner als die Zimmerhöhe, beispielsweise ungefähr 2 m. gewählt. Der Durchmesser de:. Behälters 10 wird dann, wenn der Rauminhalt ungefähr gleich 200 1 gewählt wird, nur etwa 0,4 m.

ίο Der senkrechte Abstand zwischen der unteren Rohrgruppe oder den unteren Rohrgruppen und der darüberliegenden Rohrgruppe oder den Rohrgruppen, zwischen welchen der Rücklaufbegrenzer 28 angeordnet ist, wird in der Praxis verhältnismäßig groß gewählt, und zwar in der Regel ungefähr ebenso groß wie der Durchmesser des üblicherweise zylindrischen Behälters für das Brauchwasser entsprechend der Darstellung in der Zeichnung. Durch diese Anordnung wird eine vorteilhafte Aufteilung des im Behälter befindlichen Wassers in zwei Schichten mit verschiedener Temperatur sichergestellt, nämlich eine Schicht mit höherer Temperatur oberhalb des Rückiaufbegren/ers und eine Schicht mit niedriger Temperatur unterhalb des Rücklaufbegrenzers. In jeder dieser Schichten kreist Flüssigkeit, so daß die Temperatur in jeder Schicht ziemlich gleichmäßig wird. Die Zirkulation in der Grenzschicht, die von keinem Teil der Rohrschlange umschlossen ist, wird dagegen unbeträchtlich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche: 23 623

1. Wärmetauscher zum Anschluß an eine Fernheizungsanlage, mit einem stehenden, zylindrischen Behälter für Brauchwasser, einem zumindest den unteren Teil des Behälters umgebenden, an Raumheizkörper anschließbaren Wassermantel, einer ;m Wassermantel angeordneten, an die Fernheizungsanlage anschließbaren Rohrschlange und einem die Strömung durch die Rohrschlange regelnden Rucklaufbegrenzer, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrschlange (22) in zumindest zwei miteinander in Reihe verbundene, in verschiedener Höhe angeordnete Rohrgruppen (25, 26, 27) aufgeteilt ist. und daß der Rücklaufbegrenzer (28) zwischen einer unteren Rohrgruppe (27) und einer darüberliegenden Rohrgruppe (25,26) angeordnet ist.

2 Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrschlange (22) in drei miteinander in Reihe verbundene, in verschiedener Höhe angeordnete Rohrgruppen (25, 26. 27) aufgeteilt ist.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, ~adurch gekennzeichnet, daß die untere Rohrgruppe (27) den unteren Teil des Behälters (10) umschließt.

4. Wärmetauscher nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der den Behälter (10) umgebende Wassermantel (19) von oberen und unteren ringförmigen.Stirnwänden begrenzt ist.

5. Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrschlange (22) nur als einzige senkrechte Rohrlagenschicht ausgebildet ist und daß der Wassermantel (19) einen dem doppelten Rohrdurchmesser entsprechenden Ringdurchmesser aufweist.