DE3121220A1 - Wassererhitzer - Google Patents

Description

Wassererhitzer

Die Erfindung betrifft einen Wassererhitzer und insbesondere einen Wassererhitzer, bei dem die Wärme durch Uerbrennung erzeugt wird und ein Wärmetauscher mit HiIfE eines Brenners erhitzt kiird.

Bei V/ersuchen, den thermischen Wirkungsgrad ei nun lilasEicrErhitzers mit Einem HauptuijrmpauBtounchnr udt.T einem /iinnt.zwürmelaunoliEir <air AliLiurtnuruckgeuinnung festzustellen, ergeben sich Schwiürigkeiten bei V/ergrüßerung der Wärmeübertragungsnberflache pro Einheitsausgang dahingehend, daß Wasserdampf, der aus der Verbrennung resultiert, am Hauptwärmetauscher bzw. Zusatzwärmetauscher kondensiert. Auf diese Weise entsteht eine große Menge an Tropfwasser während des Betriebs des Wärmetauschers. Da das Tropfwasser SD , IMD und dgl. gelöst ent-

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hält, welche aus dem Verbrennungsgas kommen, besitzt dieses Tropfwasser einen hohen Säuregehalt von etwa 2 bis etwa 5 pH, wodurch Korrosion am Brenner und den benachbarten Bauteilen auftritt . Um diesen Schwierigkeiten aus dem Weg zu gehen, werden die Wärmetauscher für herkömmliche Wasserhitzer so dimensioniert, daß der Wärmetauscher säurehaltiges Tropfwasser nicht oder nur in geringem Umfang erzeugt. Derartige Wärmetauscher besitzen jrrinch Einen relativ geringen thermischen Wirkungsgrad.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Wassererhitzer mit verbessertem thermischen Wirkungsgrad zu schaffen, bei dem eine Brennstoffeinsparung bzw. Wärmeenergie eingespart wird, und bei dem die thermische Widerstandsfestigkeit des Abgassystems aufgrüne einer verringerten Temperatur des Abgases erzielt wird. Die Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben, wobei die Unteransprüche vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zeigen.

Durch die Erfindung wird ein Wassererhitzer gsschaffEn mit einem Wärmetauscher, einem Brenner zur Erhitzung des Wärmetauschers und einer Sammelvorrichtung zum Sammeln des Tropfwassers, das vom Wärmetauscher herrührt.

Die Πϋΐηΐππ]vnrriciilunri nninmelt eins r/L^rk !iniirehtfitirin TrunfuusfKT, rl;in nu^r". rinr l/r 11 Tniiiuiii] m.ilii. tnl ili". liL'l.riilüj uV;, lili'ij"!!» ."U-JiJHLhUrU riv-ultieri.. ütiwuliJ der Brenner als auch die übrigen Bauteile sind daher einer großen Menge an stark säurehaltigem Tropfwasser nicht mehr ausgesetzt und damit vor Korrosion ge-

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schützt. Auf diese Weise gewinnt man einen Wassererhitzer mit verbessertem thermischen Wirkungsgrad unter Verwendung eines Wärmetauschers, der eine vergrößerte Oberfläche für den Wärmeaustausch pro abgegebene Einheit besitzt, und welcher ohne Beeinträchtigung der Bauteile des Wassererhitzers eine große Menge an Tropfwasser abscheiden kann.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Abwasserleitung des aus der Küche hinausgeführten Abwasserkanals und dgl., durch welche das stark säurehaltige Tropfwasser aus der Sammelvorrichtung abgeleitet wird, vor Korrosion geschützt ist.

Hierzu ist der Wasserhitzer in der Weise erfindungsgemäß weitergebildet, daß eine Neutralisationseinrichtung zur Neutralisierung des Säuregehalts des Tropfwassers, welches in der Sammelvorrichtung gesammelt ist, dient.

Das während des Betriebs des Wnssererhitzers gesammelte stark säurehaltige Tropfwasser wird auf einen pH-Wert von etwa 5 bis etwa 9 eingestellt, d.h. das Tropfwasser wird neutralisiert und dann abgezogen und entfernt. Hierdurch wird die Verwendung eines Wärmetauschers mit erhöhter Kapazität Ermöglicht bzw. kann ein zusätzlicher Wärmetauscher zur Abwärmerückgewinnung verwendet werden. Ken erzielt hierdurch eine erhebliche Verbesserung des thermischen Wirkungsgrads des Wassererhitzers insgesamt, und man erreicht eine erheblicnc EnErgieeinsparung. Durch die Erfindung wird ein Wassererhitzer mit höchstmöglichem thermischen Wirkungsgrad erzielt.

Anhand der beiliegenden Figuren, welche Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen, soll die Erfindung noch näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 schematisch als Ausführungsbeispiel der Erfindung den Aufbau eines Wassererhitzer;

Fig. 2 eine TEilansicht in vergrößerter Darstellung des Wassererhitzers; Fig. 3 einen vertikalen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2; Fig. k eine Gesamtansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels und

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Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung eines Teils des Wassererhitzer der Fig. it in vertikalem Schnitt.

Die Fig. 1 zeigt einen Hauptwärmetauscher 6a mit einem Lamellenrohr, welches über einem Gasbrenner k angeordnet ist. An entgegengesetzten Enden ist das Lamellenrohr mit einer Wasserversorgungsleitung 5 und einer Heißwasserabgabeleitung 7 verbunden. Über dem Hauptwärmetauscher Ga ist ein Zusatzwärmetauscher 6b für die Abuiärmerückgeujinnung mit einem Lamellenrohr vorgesehen. Der Zusatzwärmetauscher dient zur Vorerhitzung des Wassers mit der Abwärme. Die Wärmetauscher 6a und Gb bilden eine Uärmetauschereinheit 6. Unter dem Zusatzwärmetauscher 6b befindet sich eine Tropfwassersammeleinrichtung 9. Diese besitzt einen Bammelteil 9b zum Auffangen des stark säurehaltigen Tropfwassers, das am Zusatzwärmetauscher 6b erzeugt wird. Ferner weist die Tropfwassersammeleinrichtung ein Abflußrohr 9a auf, durch welches das gesammelte Tropfwasser abgeleitet wird. Außerdem ist über dem Zusatzwärmetauscher 6b ein Ventilator 10 vorgesehen, um das Abgas mit erhöhter Geschwindigkeit abzuziehen, so daß der Widerstand bei der Wärmeübertragung verringert wird, und damit eine verbesserte Abwärmerückgewinnung erzielt wird. Diese Bauteile bilden die Hauptbestandteile eines Wassererhitzers. Der Zusatzwärmetauscher 6b zur Abwärmerückgewinnung besitzt ein Hupferrohr und Hupferlamellen mit. säurebeständiger Oberfläche, z.B. aus Zinn oder Wickel, die durch ein geeignetes Beschichtungsverfahren, beispielsweine durch ein Tauchverfahren, aufgebracht sind. Das Abflußrohr 9a der Tropfwassersammelvorrichtung 9 hesitzt eine IMeutralisierungseinrichtung A zur Neutralisierung des stark säurehaltigen Tropfwassers. Die Fig. 1 zeigt außerdem eine Brennersteuerung 1^t, ein Gasventil 15 und einen Wasserhahn 16.

Aus den Figuren 2 und 3 ist die Weutralisierungseinrichtung A ersichtlich. Diese besitzt ein kastenförmiges Gehäuse 1 mit einer offenen Vorderseite und besteht aus geformtem Hunstharzmaterial, beispielsweise Vinylchlorid, das gegen Horrn-sion und Säure widerstandsfähig ist. Das kastenförmige Gehäuse 1 besitzt im Innern einen Abflußkanal 2, der bei der Formgebung des Gehäuses gebildet wird. Der Abflußkanal erstreckt sich in Zickzackanordnung nach unten und ueist leicht nach unten geneigte Hanalabschnitte auf. Mehrere Feststoffkörper 3, welche von vorne einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, und aus einem neutralisierenden Material, beispielsweise metallischem

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Magnesium,bestehen, sind dicht aneinandnr rjereiht, gegebenenfalls zum Toil in Berührung miteinander, im zickzackförmigen Abflußkanal 2 in FlieBrichtung dEs TropfujassErs angeordnet. Das Tropfwasser fließt in Form εϊπεγ WellenbeuiEgung entlang der halbkrEisförmigen Kanalsegmente 2a, die entlang der äußeren Umfangsflächen der neutralisierenden Feststaffkörper 3 gebildet sind. Die Feststoff körper sind auswechselbar im Innern des Gehäuses 1 angeordnet. Das Gehäuse kann durch eine durchsichtige Frontandeckung 1a geschlossen werden. Die Fig. 2 und 3 zeigen außerdem eine Zuleitung 11 für das Tropfwasser und einen Abfluß 12 für das neutralisierte Trapfuiasser sowie eine Belüftungseinrichtung 13.

Anstelle des metallischen Magnesiums sind noch weitere feste neutralisierende Stoffe geeignet, z.B. Aluminium, pulverisiertes CaCQ,, IMa-CG₃, K„CD₃ und gleich wirkende anorganische l/erbindungen, wie Zement und dgl. Zusätzlich kann dem Tropfwasser ein den pH-QJert einstellendes, insbesondere flüssiges, Behandlungsmittel zugesetzt werden. Auch ist es möglich, den Sammelteil 9B mit einem Auffänger aus einer Magnesiumlegierung aus rostfreiem Stahl oder einem anderen alkalischen Metall zur Neutralisierung des Tropfwassers zu versehen sein.

Die neutralisierenden Feststoffkörper 3 können die Form von massiven Zylindern aufweisen, jedoch können auch andere geeignete Formen hierfür gewählt werden.

Wenn die LJärmetauschereinheit 6 lediglich den Hauptwärmetauscher 6a aufweist, wie es in Fig. k dargestellt ist, ist der Sammelteil 9B der Tropfwassersammelvorrichtung 9 unter dem Hauptwärmetauscher 6a angeordnet.

Wie außerdem aus der Fig. 5 zu ersehen ist, kann die Neutralisierungseinrichtung A einen rohrförmigen Behälter A¹ aufweisen, der mit dEm Abflußrohr 9A, beispielsweise durch Anflanschen verbunden ist. Dieser rohrförmige Behälter A¹ enthält als Füllung ein pulverisiertes neutralisierendes Material 3, durch welches das Tropfwasser hindurchgeleitet wird.

In bevorzugter Weise kann der Wassererhitzer der Fig. 1 sd ausgebildet sein, daß der Sammelteil 93 die Strömung des heißen Verbrennungsgasss nicht behindert. Hierzu kann der Wärmetauscher 6a bzw. 6b insgesamt in Vorwärts- bzw. Rückwärtsrichtung eine geneigte Stellung einnehmen, so daß die unteren, vor-

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deren oder hinteren Kanten der Lamellen auf einer niedrigeren Höhe liegen, als die anderen unteren Kanten, so daß das Tropfiuasser, uielches in Richtung der unteren Kanten gesammelt uird und vom Sammelteil 9b aufgenommen uird, darunter liegt. Der Sammelteil 9B kann auch mit mehreren Kanälen ausgestattet sein, so daß das hniße Verbrennungsgas durcti ihn hindurch nach oben strömen kai κι.

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Claims (1)

LIi-DL1' N'äTtir^ElTLER Pattntanuälte Steinsdorfstr. 21-22 · D-S(KK) München 22 · Tel. 089/229441 · Telex: OV222O8 Kab ushiki Kaisha YOUEI SEIS AKUSHO 35-Qo, 2-ban, G-chome, Iuiata-cho, Higashäosaka-shi, Dsaka-fu, Japan Wassererhitzer

1.) lil,innentIli \.-/vr mit ριπργ lili'nini?t.;iiif»iiluⁱ"i^vi^>ii"itπ■ i I. iirul rini'in [)π·μμιί· /ur I rhitzung der WarmGtaus^iereinheit, dadurch gekennzeichnet, daß zum Sammeln uon an der üJärmetauschereinheit (ß) entstehendem Tropfmasser eine Sammelvorrichtung (9) vorgesehen ist.

2. Wassererhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennznich-π υ t, , il.jli tiiiii¹ NfutrülisJL'rurigni'jrii'icliturig (A) zur Neufcralisiiu'uny des tiäuregelialts des Tropfuassers, das in der Sammelvorrichtung (9) gesammelt ist, vorgesehen ist.

3. Idanr3i:rerhit?er nnch Anspruch 1 oder 2, dadurch gpkenn-

/ f· i ι. h π ρ I. , liaH dip lilfiviiiF'l.nirirhfM'piiitipi 1. Ci. "> ι·ΐιπ·π IUti i| ι t.i.i.'i ι im ·1.*ιι üü .1 u- r (ba) und Leinen Zusatzufirmetauscher (Bb) für die Abuärrnerückgeujinnung aufueist

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und daß die Sammeleinrichtung (9) so angeDrdnet ist, daß wenigstens das Tropfuasser, welches am Zusatzwärmetauscher (6b) Erzeugt uiird, aufgefangen wird.

k. üJassererhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Neutralisierungseinrichtung (A) ein kastenförmiges Gehäuse (1) aufweist, in dessen Innerem ein Abflußkanal .(2) angeordnet ist, der sich nach unten in Zickzackform erstreckt und mehrere Feststoffkörper (3) aus neutralisierendem Material enthält, die nebeneinander im zickzackförmigen Abflußkanal (2) in Fließrichtung des Tropfwassers angeordnet sind, so daß das Tropfuiasser wellenförmig entlang der äußeren Umfangsflachen der Feststoffkörper (3) fließt.

5. Wassererhitzer nach Anspruch 2 c-der h, dadurch gekennzeichnet, daß die neutralisierenden Feststoffkörper (3) aus Magnesium bestehen.

G. Wassererhitzer nach einem der Ansprüche 2, k, 5, dadurch gekennzeichnet , daß die neutralisierenden Feststoffkörper (3) eine zylindrische Form aufuiEiSEn.

7. Wassererhitzer nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß das kastenförmige Gehäuse (1) mit einer Frontabdeckung (1a) aus durchsichtigem Material versehen ist.

8. Wassererhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Sammeleinrichtung (9) Einen Sammelteil (9B) aufweist zum Auffangen des Tropfuassers sowie ein Abflußrohr (9A), an welches die IMeutralisierungseinrichtung (A) angeschlossen ist.

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