DE3306604C2 - Brennstoffbeheizter Wasserspeicher - Google Patents

Abstract

Bei einem brennstoffbeheizten Wasserspeicher mit einem in einem Gehäuse angeordneten wassergefüllten Ringraum, dessen Zentrum von einem von Abgasen eines Brenners beheizten Flammrohr durchsetzt ist, ist zwischen Flammrohr und Innenwand des Wasserbehälters ein ringförmiger Aufheizraum für das Wasser einer Heizung angeordnet. Dieses Heizungswasser kann entweder Radiatoren einer Heizungsanlage oder durch Umschalten eines Drei-Wege-Ventils die Innenwand des Wasserbehälters beheizen. Damit ist die Brauchwassertemperatur unabhängig von der Heizungstemperatur.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen brennstoffbeheizten Wasserspeicher gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Ein solcher brennstoffbeheizter Wasserspeicher ist bekannt aus dem DE-GM 19 34 648. Dieser Wasserspeicher ist als Kessel ausgestaltet, der einen untenliegenden, großvolumigen Feuerraum aufweist, der von einem schrägstehenden Sturzbrenner beheizt ist. Die Rauchschließt und daß der weitere Ringraum vom doppel- 25 gase steigen über zwei rechteckförmige Querschnitte ten Ringraum thermisch getrennt ist aufweisende Rauchrohre auf, die sich an d;e Oberseite

3. Brennstoffbeheizter Wasserspeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Trennung aus einem dritten Ringraum (27) besteht, der einen Luftzufuhrungskanal für einen Brenner (7) bildet.

4. Brennstoffbeheizter Wasserspeicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Ringraum (26) von einer Verbindungsleitung (35) des Feuerraums anschließen und die vom Heizungswasser umspült sind. Die Fluidführung des Heizwassers weist im Bereich der Rauchrohre einen Innen- und einen Außenkanal auf, die beide durch ein Trennblech gebildet werden, an dessen Ober- und Unterseite eine Umlenkung für das Heizwasser ermöglicht wird. Außerhalb des Doppelkanals für das Heizungswasser ist auf den Feuerraum ein Brauchwasserspeicher aufgesetzt. Durch

überbrückt ist, die die unteren Bereiche des doppel- 35 die spezielle Ausbildung des Kessels mit untenliegenten Ringraums (10) und des weiteren Ringraums (26) dem Feuerraum ergeben sich zum einen relativ große

miteinander verbindet.

5. Brennstoffbeheizter Wasserspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß alle Ringräume (10, 27, 26, 25) von einem Gehäuse (1) allseitig umgeben sind, das geschlossen ist und lediglich öffnungen für eine Luftzufuhr (29) und eine Abgasabfuhr (5) sowie Wasserzu- und -ablaufleitungen (32,30,15) an der Oberseite (4) aufweist.

6. Brennstoffbeheizter Wasserspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem dritten Ringraum (27) und dem weiteren Ringraum (26) eine Isolierung (38) für den Wasserbehälter (33) vorgesehen ist.

7. Brennstoffbeheizter Wasserspeicher nach An- so spruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei am unteren Ende (34) divergierenden Ringräumen (10, 27,26) die Isolierung (38) im divergierenden Bereich Herstellkosten, weil die Rohrquerschnitte der einzelnen Wände in ihren Umfangen im Bereich des Feuerraums abweichend von der Ausführung im Bereich der Rauchgasrohre gestaltet sind. Weiterhin wird das Wasser zunächst im Feuerraumbereich mit recht hoher Temperatur und erst anschließend im Rauchgasrohrbereich mit niedrigerer Temperatur aufgeheizt, so daß dieser Kessel nicht mit einem optimalen Wirkungsgrad arbeiten wird, da die Temperaturdifferenz zwischen aufzuheizendem Wasser und den Abgasen in den Rauchrohren nicht optimal ist. Schließlich ist eine thermische Trennung der Temperaturbereiche für den Betrieb bei Heizung und den Betrieb bei Brauchwasserbereitung nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen aus einfachen Rohren hergestellten brennstoffbeheizten Wasserspeicher zu schaffen, der sowohl der Brauchwasserbereitung als auch der Speisung einer Heizungsanlage dienen kann, wobei bei Brauchwasserbereitung und

vorgesehen ist.

8. Brennstoffbeheizter Wasserspeicher nach ei- 55 bei Heizungsspeisung völlig unabhängige Temperatunem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, ren gefahren werden können.

daß die Verbindungsleitung (35) im Bereich der Umlenkstelle (14) des doppelten Ringraums (10) mündet.

9. Brennstoffbeheizter Wasserspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände (28) des dritten Ringraums (27) nach beiden Seiten mit einer Isolierung versehen sind.

10. Brennstoffbeheizter Wasserspeicher nach ei

nem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, Die Lösung der Aufgabe gelingt mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs.

Weitere Ausgestaltungen und besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figur der Zeichnung näher erläutert.

Die Figur zeigt eine schematische Längsschnittdar-

daß die Wände (28) der Ringräume (10, 27, 26, 25) 65 stellung eines gasbeheizten Speichers,

aus Stahl- oder Aluminiumblechen bestehen. Der gasbeheizte Speicher weist ein mit einer Isolier-

11. Brennstoffbeheizter Wasserspeicher nach ei- schicht versehenes Gehäuse 1 auf, das aus einem Zylin-

nem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dermantel 2, einer Bodenplatte 3 und einer mit Ausneh-

mungen versehenen Deckplatte 4 besteht, die allseitig dicht miteinander verbunden sind.

Das zentrale Innere des Gehäuses 1 ist von einem Flammrohr 5 gebildet dem an seinem sich unten erweiternden Ende 6 ein Gasbrenner 7 zugeordret ist, der über eine mit einem Brennstoffmagnetveniil 8 versehene Gasleitung 9 gespeist wird. Statt Gas als Energieträger könnten auch öl oder ein fester Brennstoff in Frage kommen. Die Wand des Flammrohres bildet einen Wärmetauscher zu einem sich um den Zylindermantel des Flammrohres erstreckenden doppelten Ringraum 10, der zwei Schenkel 11 und 12 bildet, die durch ein Trennblech 13 voneinander getrennt sind und die Form eines U's mit einer unten im Brennerbereich liegenden Umlenkung 14 aufweisen. An den inneren Schenkel 11 des doppelten Ringraums ist im Bereich des Deckels 4 eine Vorlaufrichtung 15 angeschlossen, in der eine von einem Motor 16 angetriebene Umwälzpumpe 17 und ein Dreiwegeumschaltventil 18 angeordnet sind, welches von einem Stellmotor 19 verstellt werden kann. Der Motor 16 beziehungsweise der Stellmotor 19 sind über eine Stelleitung 20 an eine Regel- und Steuereinrichtung 21 angeschlossen, die über eine Leitung 22 das Magnetventil zum Brenner 7 beherrscht und an die über eine Meßleitung 23 ein Temperaturfühler 24 angeschlossen ist, der im Innenraum 25 des Wasserspeichers angeordnet ist. Das Flammrohr 5 und der Doppelringraum 10 bilden konzentrisch zu einer gemeinsamen Symmetrieachse liegende Zylinder- beziehungsweise Ringzylinderräume. Um den Doppelringraum 10 erstreckt sich ein weiterer Ringraum 26, der von dem Doppelringraum 10 durch einen dritten Ringraum 27 getrennt ist. Die einzelnen Ringräume 26, 27, 11 und 12 sind durch Ringbleche 28 voneinander getrennt. Während der dritte Ringraum über eine ringförmige Ausnehmung 29 im Bereich des Deckels mit der Atmosphäre in Verbindung steht, ist der weitere Ringraum 26 über einen Rücklaufleitungsanschluß 30 — gleichfalls im Bereich des Deckels 4 vorgesehen — mit einem Anschluß des Dreiwegeventils 18 verbunden. Vom Dreiwegeventil 18 führt eine Vorlaufleitung 31 zu einem nicht weiter dargestellten Verbraucher, der aus einer Serien- und/oder Parallelschaltung einer Vielzahl von Heizkörpern bestehen kann und der rücklaufseitig an eine Rücklaufleitung 32 angeschlossen ist, deren Anschlußstutzen im Bereich des Deckels in den äußeren Schenkel 12 des Doppelringraums 10 mündet.

Um den weiteren Ringraum 26 erstreckt sich der Innenraum 25 des Wasserspeichers 33, der nach innen von dem Trennblech 28 des weiteren Ringraums 16, von außen durch den Mantel 2 des Gehäuses 1 begrenzt ist.

Im unteren Bereich 34 des Gehäuses 1 ist eine Verbindungsleitung 35 vorgesehen, die sich etwa von der tiefsten Stelle des weiteren Ringraums 26 zur Umlenkungsstelle 14 zwischen den beiden Schenkeln 11 und »2 des Doppelringraums 10 erstreckt. Sowohl die Schenkel 11 und 12 als auch die Ringräume 26 und 27 erweitern sich im unteren Bereich 34, desgleichen der Innenraum des Flammrohres 5. Diese Erweiterung geht zu Lasten des Innenraums 25 des Wasserspeichers 33, der nicht bis zum Bereich des Bodens 3 hinunterreicht, sondern im Abstand davor endet. In den Innenraum 25 mündet in dessen unteren Bereich ein Kaltwasserzulaufrohr 36, von ihm geht im obersten Bereich ein Brauchwasserzapfrohr 37 ab.

Im unteren Bereich 34 kann die dem dritten Ringraum 27 zugewandte Innenseite des weiteren Ringraums 26 mit einer Isolierschicht 38 versehen sein. Der Temperaturfühler 24 ist im unteren Bereich 34 des Innenraums 25 des Wasserspeichers 33 angeordnet

Der brennstoffbeheizte Wasserspeicher hat folgende Funktion:

Wenn dieser Speicher nur zur Bereitung warmen Gebrauchswassers eingesetzt wird, und der Temperaturfühler 24 fordert Wärme an, so resultieren von der Steuer- und Regeleinrichtung 21 Stellsignale zum öffnen des Magnetventils 8, zum Anlaufen der Motors. 16 der Umwälzpumpe 17, zum Verstellen des Dreiwegeventils 18 in eine solche Richtung, daß der Vorlauf 31 abgesperrt wird. Der Brenner geht in Betrieb und saugt Frischluft durch die Luftöffnung 29 und den dritten Ringraum 27 an. Das vom Brenner 7 erzeugte Abgas steigt im Flammrohr 5 auf und verläßt den Wasserspeicher über ein nicht weiter dargestelltes Abgasrohr in Fortsetzung des Flammrohres 5.

Die Abgase des Brenners beheizen hiermit das Flammrohr 5, von dem die Wärme auf den inneren Schenkel 11 des Doppelringraums 10 übertragen wird. Angetrieben durch die Umwälzpumpe zirkuliert bier Wasser, das von dem Dreiwegeventil über die Leitung

30 in den weiteren Ringraum 26 gelangt. Von hier strömt das Wasser über die Verbindungsleitung 35 zu Umlenkpunkt 14 des Doppelringraums 10, den es am oberen Ende des inneren Schenkels 11 verläßt und zwar durch die Vorlaufleitung 15. Es wird darauf hingewiesen, daß die Pumpe 17 auch in der Rücklaufleitung 30 angeordnet sein kann.

Somit trägt das Umlaufwasser dazu bei, einerseits von den das Flammrohr durchstreichenden heißen Abgasen des Brenners Wärme aufzunehmen und zum anderen diese über das Blech 28, das den Innenraum 25 des Speicherbehälters 33 von dem Hohlzylinderraum des weiteren Ringraums trennt, abzugeben. Es findet somit eine indirekte Aufheizung des Gebrauchswassers statt, das durch Hineindrücken von frischem Kaltwasser durch den Zulaufstutzen 36 dem Warmwasserzapfstutzen 37 entnommen werden kann.

Soll hingegen mit dem brennstoffbeheizten Wasserspeicher die Heizungsanlage betrieben werden, so wird das Dreiwegeventil 18 durch den Stellmotor 19 entsprechend umgestellt. Die Pumpe fördert dann erhitztes Vorlaufwasser aus der Leitung 15 in die Vorlaufleitung

31 zu den nicht dargestellten Heizkörpern, die von denen das Wasser über die Rücklaufleitung 32 dem äußeren Schenkel 12 des Doppelringraums 10 und zwar an dessen oberem deckelseitigen Ende wieder zugeführt wird. Dieses kühle Rücklaufwasser durchströmt beide Schenkel des Doppelringraums und verläßt den Wasserspeicher durch die Vorlaufleitung 15.

Bei dieser Schaltung findet keine Aufheizung des Gebrauchswassers statt. Gegen Auskühlung ist das im Innenraum 25 des Wasserspeicherbehälters Z3 gespeicherte Wasser gegenüber der kühlen Frischluft, die durch den dritten Ringraum 27 streicht, durch die Isolierung 38 weitestgehend geschützt. Es wäre möglich, die Isolierung über die gesamte Höhe des Gehäuses 1 an dem Blech 28 vorzunehmen, das den dritten Ringraum 27 außen gegenüber dem weiteren Ringraum 25 abschirmt, damit nicht bei Brauchwasseraufheizung das in den weiteren Ringraum 26 strömende Medium von der zugeführten frischen Zuluft gekühlt wird. Eine gleiche Isolierung könnte man auch außenseitig desjenigen Blechs 28 vornehmen, das den äußeren Schenkel 12 des Doppelringraums 10 begrenzt.

Durch den konzentrischen Aufbau der einzelnen Ringräume ist es besonders gut möglich, das Gerät ab-

gas- und abluftseitig über konzentrische Rohre an Schornsteine beziehungsweise Lüftungsschächte anzuschließen, hierin ein Frischluft- oder Abgasgebläse anzuordnen und auch mit einer Abgasklappe zu arbeiten.

Statt der Ringbleche, die aus Stahl oder Aluminium 5 gefertigt sein können, können auch Keramikrohre verwendet werden. Es ist weiterhin möglich, den Wasserspeicher um 90° gekippt arbeiten zu lassen, so daß also
die Symmetrieachse nicht senkrecht, sondern waagerecht angeordnet ist und als Brenner einen Gas- oder 10 ölgebläsebrenner vorzusehen.

Falls die Auskühiung über die Luftführung im dritten
Ringraum zu groß ist, kann die öffnung 29 verschlossen
werden und eine neue Zuluftöffnung im Bereich des
Bodendeckels 3 angeordnet werden. ! 5

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

20

40

45

50

55

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Brennstoffbeheizter Wasserspeicher mit einem

   in einem Gehäuse angeordneten wassergefüllten Ringraum, dessen Zentrum von einem von Abgasen eines Brenners beheizten Flammrohr durchsetzt ist, wobei zwischen Flammrohr und Innenwand des Wasserbehälters ein ringförmiger Aufheizraum für Wasser einer Heizung angeordnet ist, der als doppelter Ringraum ausgestaltet ist, dessen beide Schenkel durch eine Umlenkung miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß am von der Umlenkung abgewandten Ende des inneren Teils (11) des Ringraumes (10) der Heizungsvorlauf (15), am von der Umlenkung abgewandten Ende des äußeren Teils (12) der Heizungsrücklauf (32) angeschlossen sind.

   2. Brennstoffbeheizter Wasserspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß ein weiterer Ringraum (26) vorgesehen ist, der an die Umlenkung (14) parallel zum äußeren Ringraum (11) angeschlossen ist und der sich unmittelbar an den außen liegenden Brauchwasserringraum (25) von innen andaß die Wände (28) der Ringräume (10, 27, 26, 25) aus Keramik bestehen.

   IZ Brennstoffbeheizter Wasserspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines atmosphärischen Brenners (7) die Achsen der Ringräume (10, 27, 26, 25) senkrecht stehen.

   13. Brennstoffbeheizter Wasserspeicher nach eineEi der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Gebläsebrenners die Achsen der Ringräume (10, 27, 26, 25) waagerecht angeordnet sind.