DE2923488C2 - Wasserspeichererhitzer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wasserspeichererhitzer mit einem Behälter, einem Brenner, einem zentral im Behälter angeordneten Rauchgasrohr und mit einem im Behälter angeordneten Wärmetauscher.

Ein derartiger Wasserspeichererhitzer ist aus der GB-PS 4 37 903 bekannt Ein zur Brauchwassererzeugung dienender Wärmetauscher ist an einer Seite des Behälter-Innenraumes angeordnet Der Behälter wird in senkrechter Richtung von mehreren Rauchgasrohren durchsetzt, die den etwa zylindrischen Wärmetauscher in einem Teilbereich seines Umfanges umgeben.

Diese Ausführungsform hat din Nachteil, daß der Wärmetauscher einen verhältnismäßig großen Teil des Behälter-Innenraumes beansprucht Dieser Teil steht somit nicht mehr für diejenige Wassermenge zur Verfugung, die durch direkte Beheizung erwärmt werden soll. Besonders nachteilig ist aber die Tatsache, daß die Wärmeabgabe nicht in allen Bereichen des Behälter-Innenraumes gleichmäßig erfolgt In demjenigen Bereich, in dem der Wärmetauscher angeordnet ibt, können sich keine Rauchgasrohre befinden. Der Wärmetauscher wird einer gleichmäßigen Aufheizung und auch einer gleichmäßigen Verteilung des im Behälter-Innenraum befindlichen Wassers immer entgegenstehen. Es ergibt sich ein ungünstiger thermischer Wirkungsgrad.

Es ist ferner aus der DE-OS 26 14 622 ein Wasserspeichererhitzer bekannt, der durch zwei Heizvorrichtungen beheizbar ist. Dieser hat eine zentral angeordnete erste Heizvorrichtung, über deren Aufbau nichts näheres ausgesagt ist. Diese ist unmittelbar unterhalb oder neben einer zur Brauchwassererzeugung dienenden Einrichtung angeordnet. Ferner ist eine weitere Heizmöglichkeit in Form eines Wärmetauschers vorgesehen, der im Bodenbereich des Behälters angeordnet ist. Letzteres ist nachteilig, weil die von diesem Wärmetauscher abgegebene Wärme sich nicht gleichmäßig in dem zu erwärmenden Wasser ausbreiten kann. Letzteres gilt auch für die zweite der genannten Heizvorrichtungen. Ein günstiger thermischer Wirkungsgrad ist somit auch bei diesem bekannten Wasserspeichererhitzer nicht vorhanden.

Schließlich ist aus dem DE-Gbm 72 10 482 ein Wasserspeichererhitzer bekannt, der von einem zentralen Rauchgasrohr durchsetzt wird. Eine alternativ verwendbare zweite Beheizung ist in Form eines elektrischen Heizstabes vorgesehen, der an einer Seite des Behälters angeordnet ist Deshalb muß sich auch hier die abgegebene Wärmeenergie über verhältntsmäßig große Strecken verteilen, bevor eine auch nur einigermaßen gleichmäßige Erwärmung des Wassers vorhanden ist

Hiervon ausgehend lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Wasserspeichererhitzer so auszubilden,

daß unabhängig davon, ob die Wärmeenergie durch die direkte Beheizung des Rauchgasrohres oder durch den Wärmetauscher zugeführt wird, eine möglichst schnelle und gleichmäßige Verteilung der Wärme im ganzen Behälter sowie ein möglichst günstiger thermischer

is Wirkungsgrad erzielbar sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird für einen Wasserspeichererhitzer der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Wärmetauscher als koaxial zum Rauchgasrohr angeordnete Rohrschlange ausgebildet und mit einer Heizwasserleitung verbunden ist

Durch die vorgeschlagene Anordnung des Wärmetauschers lassen sich wesentliche Verbesserungen erzielen. Sowohl vom Rauchgasrohr als auch von dem Wärmetauscher aus kann sich die abgegebene Wärme in allen Richtungen gleichmäßig bis zur Behälterwand verteilen. Es ergibt sich auch ein wesentlich günstigerer thermischer Wirkungsgrad, so daß eine entsprechende Energieersparnis erreicht werden kann. Durch entsprechende Wahl des Durchmessers kann auch der Wärmetauscher genügend große Wärmeübergangsflächen haben, so daß diese in einem angemessenen Verhältnis zu dem Volumen des aufzuheizenden Wassers stehen.

Aufgrund der vorgeschlagenen Anordnung hat der Wärmetauscher aber auch dann noch eine vorteilhafte Wirkung, wenn er selbst nicht zur Zufuhr von Wärmeenergie dient Das zwischen ihm und dem Rauchgasrohr befindliche Wasser wird sich besonders schnell erwärmen, wenn das Rauch,gasrohr beheizt ist Da warmes Wasser nach oben steigt, bildet sich in dem ringförmigen Bereich zwischen dem Wärmetauscher und dem Rauchgasrohr eine nach oben gerichtete Wasserströmung aus, während von unten her kaltes Wasser in diesen ringförmigen Bereich einströmen kann. Somit trägt der Wärmetauscher auch zu der Ausbildung einer in der beschriebenen Weise verlaufenden umlaufenden Strömung bei, die eine besonders schnelle Erwärmung und gleichmäßige Wärmeverteilung gewährleistet. Dies beeinflußt den Wirkungsgrad in merkbar günstiger Weise.

Der Wasserspeichererhitzer kann also über den Wärmetauscher gegebenenfalls durch einen weiteren Energieträger beheizt werden, insbesondere dann, wenn die volle Leistung des Wasserspeichererhitzers zum Beispiel im Verlauf des Sommerhalbjahres nicht benötigt wird. Umgekehrt kann gegebenenfalls aber auch der an den Wärmetauscher angeschlossene Heizkreislauf für die Lieferung der vollen Heizleistung ausgelegt sein. Wenn dieser Heizkreislauf über Sonnenkollektoren gespeist wird, kann die Beheizung des Warmwasserspeichers durch den Gasbrenner immer nur dann erfolgen, wenn aufgrund der Wetterbedingungen die Sonnenkollektoren nicht eine ausreichende Leistung liefern können.

Um eine besonders günstige Ausnutzung der im Rauchgas enthaltenen Wärme zu gewährleisten, kann erfindungsgemäß im Rauchgasrohr eine Rauchgaswen-

del angeordnet sein,

Weiterhin wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß in der Hejzwasserlejtung eine Umwälzpumpe angeordnet ist und daß in dem Behälter ein zur Steuerung der Umwälzpumpe dienender Temperaturfühler vorgesehen ist Dieser Temperaturfühler ist also zusätzlich zu demjenigen Temperaturfühler vorhanden, der im allgemeinen zu der Steuerung des Brenners dient

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsform näher beschrieben, die einen Längsschnitt durch einen Wasserspeichererhitzer zeigt

Dieser hat einen als Druckbehälter ausgeführten Behälter 10 mit einer isolierten Behälterwand 11, in deren Boden ein gasbeheizter Brenner 12 eingesetzt ist In Verlängerung der Brennerachse erstreckt sich ein Rauchgasrohr 13 senkrecht nach oben. Im oberen Bereich des Behälters 17 mündet das Rauchgasrohr 13 in einen Zugunterbrecher 14, von dem aus die Rauchgase in einen hier nicht dargestellten Kamin gelangen. Innerhalb des Rauchgasrohres 13 ist eine Rauchgaswendel 15 angeordnet deren Bleche einen schraubenförmigen Verlauf haben und bewirken, daß die heißen Rauchgase nicht direkt nach oben abziehen, sondern möglichst lange im Rauchgasrohr 13 verbleiben und ihre Wärme abgeben können.

Der Behälter 10 hat einen Kaltwassereinlauf 16 und einen Warmwasserauslauf 17 an dem ein hier nicht dargestelltes Leitungssystem zur Entnahme des warmen Wassers angeschlossen ist Der Behälter 10 ist ferner mit einer Anode 18 versehen, die zu einem kathodischen Korrosionsschutzsystem gehört

Ferner enthält der Behälter 10 einen Thermostat-Fühler 19, der zusammen mit einem Thermostaten 20 einen Regelkreis für den Brenner 12 bildet

Ein Wärmetauscher 21 besteht aus mehreren, das Rauchgasruhr 13 koaxial umgebenden Windungen einer Heizleitung, deren beide Enden durch zwei Anschluöstutzen 22 nach außen geführt sind. An die Anschlußstutzen 22 wird ein Heizwassersystem angeschlossen, dessen Wasser mil Hilfe von Sonnenkollektoren oder durch eine Wärmepumpe auf die erforderliche Tempe-

ratur gebracht wird. Der Behälter 10 enthält einen weiteren Thermostat-Fühler 23, über den zum Beispiel die Umwälzpumpe des an die Anschlußstutzen 22 angeschlossenen Heizwassersystems gesteuert werden kann.

Der Wasserspeichererhitzer kann also zum Beispiel während des Winterhalbjahres durch den gasbeheizten Brenner 12 mit der jeweils erforderlichen Leistung betrieben werden, die für die Speisung eines an den Warmwasserauslauf 17 angeschlossenen Raumheizsy-

stems und gleichzeitig auch für den Wannwasserverbrauch ausgelegt ist

Wenn im Verlauf des Sommerha&iahres das Heizungssystem nicht benötigt und abgeschaltet wird, müßte der Brenner 12 sonst nur mit verhältnismäßig

geringer Leistung betrieben werden, um die Warmwasserversorgung sicherzustellen.

Da jetzt aber der Wärmetauscher 21 für eine alternative Beheizung des Wasserspeichererhitzers zur Verfugung steht kann die für den Warmwasserverbrauch benötigte Heizleistung über eine Wärmepumpe oder mit Hilfe von Sonnenkollektoren gewonnen und über den Wärmetauscher 21 dem Behälter 10 zugeführt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche;

   t. Wasserspeichererhitzer, mit einem Behälter, einem Brenner, einem zentral im Behälter angeordneten Rauchgasrohr und mit einem im Behälter angeordneten Wärmetauscher, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher als koaxial zum Rauchgasrohr (13) angeordnete Rohrschlange (21) ausgebildet und mit einer Heizwasser-Leitung verbunden ist

   Z Wasserspeichererhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Rauchgasrohr (13) eine Rauchgaswendel (15) angeordnet ist.

   3. Wasserspeichererhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Heizwasser-Leitung eine Umwälzpumpe angeordnet ist, und daß in dem Behälter (10) ein zur Steuerung der Umwälzpumpe dienender Temperaturfühler (23) vorgesehen ist