DE3024652A1

DE3024652A1 - Fernheiz-warmwasserbereiter

Info

Publication number: DE3024652A1
Application number: DE19803024652
Authority: DE
Inventors: Alfons 6800 Mannheim Karsch; Robert 5090 Leverkusen Kremer
Original assignee: FROELING KESSEL APP
Current assignee: FROELING KESSEL APP
Priority date: 1980-06-30
Filing date: 1980-06-30
Publication date: 1982-02-04
Also published as: IT8148789A0; NL8102972A; IT1171346B

Description

"Fernheiz-Warmwasserbereitert
Die Erfindung betrifft einen nach dem Speicherprinzip arbeitenden Fernheiz-Warmwasserbereiter, bestehend aus mindestens einem korrosionsgeschützten Speicherraum mit einem unteren Einlaß ftir kaltes Brauchwasser und einem oberen Auslaß für erwärmten Brauchwasser sowie mindestens zwei vom Fernheizvorlauf beaufschlagbaren, übereinander angeordneten ärmetauschern die über eine Verbindungsleitung derart hintereinander geschaltet sind, daß der Fernheizvorlauf zunächst den oberen und dann den unteren Wärmeaustauscher beaufschlagt, und von denen zumindest der obere eine im Speicherwasser angeordnete Wärmeaustauschfläche aufweist.
In der Fernheiztechnik ist man bemüht, zur Reduzierung des Energieaufwandes für die Heizwasserumwälzung und zur Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades von Kraftwerken das Heizwasser so stark wie möglich auszuKühlen. Bei einem bekannten Fernheiz-Warmwasserbereiter sind unter diesem Gesichtspunkt in dem Speicherraum zwei Wärmeaustauschflächen in einem Abstand berinnr angeordnet, so daß dem Fernheizwasser nach dem Durchlauf durch den oberen Wärmeaustauscher anschließend noch in dem unteren Wärmeaustauscher, der von kälterem Wasser umgeben ist, weitere Wärme entzogen werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Warmwasserbereiter der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß eine noch bessere Auskühlung des Heizungsrücklaufwassers erfolgen kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Speicherraum zwischen den beiden Wärmeaustauschern eine mit einer vergleichsweise kleinen Durchtrittsöffnung versehene Trennwand aufweist, die den Speicherraum in eine untere Vorwärmkammer und eine obere Nachwärmkammer unterteilt.
Durch diese vertikale Trennung des Speicherraums in eine Vorwärmstufe und eine Nachwärmetufe wird eine schärfere Temperaturbereichstrennung erzielt, die zu einer besseren Auskühlung des Fernheizvorlaufwassers in dem Warmwasserbereiter führt.
Vorzugsweise sind die Nachw«-irmRammer und die Vorwärmkammer als gesonderte miteinander verbundene Behälter ausgebildet.
Durch diese Maßnahme ist es möglich, die Warmwasserbereiter nach dem Baukastensystem zusammenzusetzen.
Als Wärmeaustauscherflächen sind zweckmäßig sowohl in der Vorwärmkammer als auch in der Nachwärmkammer Rohrschlangen vorgesehen.
Die Rohrschlangen in der Nachwärmkammer und Vorwärmkammer können hintereinander geschaltet sein, so daß sich praktisch zwei aneinander angrenzende, durch die Durchtrittsöffnung in der Trennwand miteinander verbundene Speicherkammern ergeben, in denen das Fernheizvorlaufwasser gut ausgekühlt wird.
Alternativ kann die Rohrschlange der Nachwärmkammer auch mit dem Speicherraum der Vorwärmkammer hintereinander geschaltet sein, während die Rohrschlange der Vorwärmkammer einerseits mit dem Kaltwasserzulauf und andererseits mit dem Speicherraum der Nachwärmkammer in Verbindung steht.
Bei dieser Alternative arbeitet die Vorwärmkammer praktisch nach dem Durchlaufprinzip, welches an sich die Möglichkeit einer stärkeren Auskühlung bietet. Durchlauf-Wassererwärmer sind für den Fernheizbetrieb zwar in der Regel nachteilig, da diese Systeme insbesondere bei hohen Beheizungstemperaturen durch verstärkten Kalkausfall schnell unbrauchbar werden.
Im vorliegenden Fall liegt die Durchlauferwärmung Jedoch im Niedertemperaturbereich, in welchem kein Kalkausfall zu erwarten ist. Auf diese Weise kann in sehr vorteilhafter Weise das Speicherprinzip mit dem eine noch stärkere Auskühlung bewirkenden Durchlaufprinzip kombiniert werden.
Das Durchlaufprinzip ist Jedoch nur dann wirksam, wenn warmes Brauchwasser gezapft wird. Um den nach dem Durchlaufprinzip arbeitenden Vorwärmer auch dann zur Aufheizung des Speicherwassers heranzuziehen, wenn kein Brauchwasser entnommen wird, kann der Speicherraum der Nachwärmkammer über eine Zirkulationsleitung mit dem Eingangs ende der in der Vorwärmkammer angeordneten Rohrschlange verbunden sein. Auf diese Weise zirkuliert das zu erwärmende Brauchwasser auch dann durch den nach dem Durchlaufprinzip arbeitenden Vorwärmer, wenn kein Brauchwasser entnommen wird.
Um zu verhindern, daß das aus der Rohrschlange der Vorwärmkammer in den Speicherraum der Nachwärmkammer gelangende vorgewärmte Wasser unmittelbar in die vom unteren Bereich der Nachwärmkammer ausgehende Zirkulationsleitung strömt, ist das Austrittsende der Rohrschlange der Vorwärmkammer etwas höher angeordnet als der Anschluß der von der Nachwärmkammer ausgehenden Zirkulationsleitung.
In der Zirkulationsleitung ist zweckmäßig eine RUckschlagklappe angeordnet, die die Zirkulationsleitung bei Zapfung schließt. Dadurch ist gewährleistet, daß das zu erwärmende Brauchwasser in Jedem Falle zunächst in die Vorwärmkammer eintritt.
Wenn im Winterbetrieb das Fernheizvorlaufwasser auch zur Raumbeheizung verwendet wird, kann das HeizungsrUcklaufwasser zur weiteren Auskühlung in die Verbindungsleitung zwischen dem oberen und dem unteren Wärmeaustauscher des Warmwasserbereiters eingespeist werden.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben.
Es zeigen: Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Schnitt durch einen mit Fernheizwasser beaufschlagbaren Warmwasserbereiter und Fig. 2 eine andere Ausführungsform des Warmwasserbereiters.
Nach der Zeichnung besteht der Fernheiz-Warmwasserbereiter aus einem größeren, eine langgestreckte Nachwärmkammer 1 umschließenden Behälter 2 und einem kleineren, eine langgestreckte Vorwärmkammer 3 umschließenden Behälter 4.
Die beiden zylinderförmigen Behälter 2 und 4 sind übereinander in koaxialer Ausrichtung angeordnet, wobei der größere Behälter 2 oben und der kleinere Behälter 4 unten angeordnet ist. Zur Verbindung der beiden Behälter 2 und 4 weist der obere Behälter 2 einen nach unten weisenden Anschlußstutzen 5 mit einem Verbindungsflansch 6 auf, an welchen der untere Behälter 4 angeschraubt ist. Der untere Behälter 4 ist mit einem Deckel 7 versehen, der eine Trennwand zwischen der Vorwärmkammer 3 und der Nachwärmkammer 1 bildet. Einzige Verbindung zwischen den beiden Kammern 1 und 3 ist eine etwa in der Mitte des Deckels 7 angeordnete Durchtrittsöffnung 8.
Im Innern der Nachwärmkammer 1 befindet sich ein Wärme aus tauscher in Form einer Rohrschlange 9, deren oberes Eintrittsende 10 an den Vorlauf 11 einer Fernheizleitung angeschlossen ist. Das untere Austrittsende 12 der Rohrschlange 9 ist mit dem Eintrittsende 13 eines zweiten ebenfalls als Rohrschlange 14 ausgebildeten Wärmeaustauschers verbunden, der im Innern der Vorwärmkammer 13 angeordnet ist.
Das Austrittsende 15 der Rohrschlange 14 ist an die Rücklaufleitung 16 der Fernheizung angeschlossen.
Das in dem Warmwasserbereiter zu erwärmende kalte Brauchwasser gelangt über einen Einlaßstutzen 17 in den unteren Bereich der Vorwärmkammer 3 und von dort durch die Durchtrittsöffnung 8 in die Nachwärmkammer 1. Aus dem oberen Bereich der Nachwärmkammer 1 kann das erwärmte Brauchwasser dann über eine Auslaßleitung 18 gezapft werden.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Warmwasserbereiter arbeitet also sowohl die Vorwärmkammer als auch die Nachwärmkammer nach dem Speicherprinzip, wobei der Wärmeaustauscher 9 in der größeren Nachwärmkammer 1 mit dem heißen Fernheizvorlaufwasser beaufschlagt wird, während der in der Vorwärmkammer 3 angeordnete Wärmeaustauscher 14 mit dem abgekühlten Wasser aus dem Wärmeaustauscher 9 gespeist wird und somit eine weitere Auskühlung des Fernheizvorlaufwassers bewirkt.
Da das Kaltwasser häufig nur Eintrittstemperaturen von 10 0C und weniger aufweist, kann in der Vorwärmkammer 3 eine intensive Auskühlung des Fernheizwassers erfolgen.
Diese intensive Auskühlung wird insbesondere auch durch die Trennwand 7 bewirkt, die eine scharfe Temperaturbereichstrennung ermöglicht.
Im Winterbetrieb, wenn auch die Raumheizkörper 19 mit dem Fernheizvorlaufwasser beaufschlagt werden, kann das Heizungsrücklaufwasser 20 zur weiteren Auskühlung in die Verbindungsleitung 21 eingespeist werden, die die beiden Wärmeaustauscher 9 und 14 miteinander verbindet. Auf diese Weise gelangt das die Heizungsrücklaufwasser 20 vor dem Eintritt inFernheizrücklaufleitung 16 noch in den in der Vorwärmkammer 3 befindlichen Wärmeaustauscher 14, in dem es noch weiter abgekühlt werden kann.
Die beiden zu dem Warmwasserbereiter zusammengefaßten Behälter 2 und 4 sind mit einer thermischen Isolierung 22 umgeben, um die Abkühlung des in dem Speicherraum befindlichen aufgeheizten Brauchwassers gering zu halten.
Der in Fig. 2 dargestellte Warmwasserbereiter weist einen ähnlichen Aufbau auf wie der Warmwasserbereiter gemäß Fig. 1.
Um die Beschreibung zu vereinfachen, sind die gleichen Teile mit gleichen Positionszahlen versehen und brauchen nicht noch einmal ausführlich beschrieben zu werden.
Auch in diesem Fall ist der Warmwasserbereiter wieder aus zwei Behältern 2 und 4 zusammengesetzt, die funktionell eine Einheit bilden und in ihrer Gesamtheit von einer gemeinsamen Wärmeisolierung 22 umgeben sind. Der größere obere Behälter 2 umschließt wiederum die Nachwärmkammer 1 und weist in seinem Inneren einen Wärmeaustauscher 9 auf, dessen oberer Eingangsstutzen 10 an die Fernheizvorlaufleitung 11 angeschlossen ist.
des Wärmeaustauschers 9 Der untere Auslaßstutzen 12rist bei diesem Ausführungsbeispiel über die Verbindungsleitung 21 mit einem oberen Einlaßstutzen 23 des unteren Behälters 4 verbunden. Aus dem unteren Bereich des Behälters 4 führt ein Auslaßstutzen 24 heraus, der an die Fernheizrücklaufleitung 16 angeschlossen ist. Im Inneren der von dem Fernheizwasser durchströmten Kammer 25 des unteren Behälters 4 befindet sich ein als Rohrschlange 26 ausgebildeter Wärmeaustauscher, dessen unteres Eingangsende 27 an die Kaltwasserleitung 28 angeschlossen ist. Das obere Ende des Wärmeaustauschers 26 geht in eine vertikale Steigleitung 29 über, die durch die in dem Deckel 7 des Gefäßes 4 vorgesehene Durchgangsöffnung 8 hindurchgeführt ist. Der obere Ausgangsquerschnitt 30 des Steigrohrs 29 liegt zwischen der Rohrschlange 9 des in der Vorwärmkammer 1 angeordneten Wärmeaustauschers.
Aus dem unteren Bereich der Nachwärmkammer 1, und zwar unterhalb de s des Ausgangsquerschnitts 30 des Steigrohrs 29, ist eine Zirkulationsleitung 31 aus der Nachwärmkammer 1 herausgeführt und mündet unmittelbar vor dem Eingangsstutzen 27 der Rohrschlange 26 in die Kaltwasserleitung 28. In die Zirkulationsleitung 31 ist eine Rückschlagklappe 32 geschaltet, die diese im Falle einer Zapfung verschließt.
Auch bei diesem AusfUhrungsbeispiel kann das HeizungsrUcklaufwasser 20 im Winterbetrieb in die Verbindungsleitung 21 eingespeist werden, so daß es in dem Behälter 4 weiter ausgekühlt werden kann.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Warmwasserbereiter wird also die Nachwärmung nach dem Speicherprinzip und die Vorwärmung nach dem Durchlaufprinzip betrieben. Wenn warmes Brauchwasser aus der Nachwärmkammer 1 entnommen wird, wird der Wärmeaustauscher 26 von kaltem Brauchwasser durchströmt, welches sich durch Wärme austausch mit dem in der Vorwärmkammer 25 befindlichen Fernheizwasser erwärmt. Wenn kein Brauchwasser entnommen wird, und folglich kein Kaltwasser zuströmt, wird in der Rohrschlange 26 dennoch eine Strömung induziert, und zwar über die Zirkulationsleitung 31, so daß auch während der Zeiten, in denen nicht gezapft wird,der Wärmeaustauscher 26 für die Vorwärmung mit herangezogen werden kann.

Claims

PatentansPrUche Nach dem Speicherprinzip arbeitender Fernheiz-Warmwasserbereiter, bestehend aus mindestens einem korrosionsgeschützen Speicherraum mit einem unteren Einlaß ftir kaltes Brauchwasser und einem oberen Auslaß für erwärmtes Brauchwasser sowie mindestens zwei vom Fernheizvorlauf beaufschlagbaren, übereinander angeordneten Wärmeaustauschern, die über eine Verbindungsleitung derart hintereinander geschaltet sind, daß der Fernheizvorlauf zunächst den oberen und dann den unteren Wärmeaustauscher beaufschlagt, und von denen zumindest der obere eine im Speicherwasser angeordnete Wärmeaustauschfläche aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Speicherraum zwischen den beiden Wärmeaustauschern (9, 14) eine mit einer vergleichsweise kleinen Durchgangsöffnung (8) versehene Trennwand (7) aufweist, die den Speicherraum in eine untere Vorwärmkammer (3; 26) und eine obere Nachwärmkammer (1) unterteilt.
2. Fernheiz-Warmwasserbereiter nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Nachwärmkammer (1) und die Vorwärmkammer (3; 25) als gesonderte, miteinander verbundene Behälter (2, 4) ausgebildet sind.
3. Fernheiz-Warmwasserbereiter nach Anspruch 1 oder 2, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß als Wärmeaustauscherflächen sowohl in der Vorwärmkammer als auch in der Nachwärmkammer Je eine Rohrschlange (14, 26; 9) vorgesehen ist.
4. Fernheiz-Warmwasserbereiter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Rohrschlangen (9, 14) hintereinander geschaltet sind.
5. Fernheiz-Warmwasserbereiter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Rohrschlange (9) der Nachwärmkammer (1) mit dem Speicherraum (25) der Vorwärmkammer hintereinander geschaltet ist und daß die Rohrschlange (26) der Vorwärmkammer einerseits mit dem Kaltwasserzulauf (28) und andererseits mit dem Speicherraum der Nachwärmkammer (1) in Verbindung steht.
6. Fernheiz-Warmwasserbereiter nach Anspruch 5, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Speicherraum der Nachwärmkammer (1) über eine Zirkulationsleitung (31) mit dem Eingangsende (23) der in der Vorwärmkammer angeordneten Rohrschlange (26) verbunden ist.
7. Fernheiz-Warmwasserbereiter nach Anspruch 6, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das in die Nachwärmkammer (1) mündende Austrittsende (30) der in der Vorwärmkammer angeordneten Rohrschlange (26) etwas höher liegt als der Anschluß der Zirkulationsleitung (31).
8. Fernheiz-Warmwasserbereiter nach Anspruch 7, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in der Zirkulationsleitung (31) eine Rückschlagklappe (32) angeordnet ist, die die Zirkulationsleitung bei Zapfung schließt.
9. Fernheiz-Warmwasserbereiter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in die Verbindungsleitung (a1) zwischen dem oberen (9) und dem unteren Wärmeaustauscher (14; 26) Heizungsrücklaufwasser (20) einspeisbar ist.