DE3532652A1 - Heizeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung, bestehend aus einem kreiszylindrischen Behälter, der mit gewölb­ ten Klöpperböden hermetisch geschlossen und allseitig mit einer Wärmeisolierschicht versehen ist und der ei­ nen Speicherteil mit elektrischer Heizeinrichtung und Wasservor- und rücklaufanschlüssen sowie einen in den Behälter integrierten speicherfreien Teil mit eigener elektrischer Heizeinrichtung und eigenem Was­ seranschluß aufweist und weiterhin bestehend aus ei­ ner Ventileinrichtung, die die wasserseitigen Anschlüs­ se des Speicherteils und des speicherfreien Teils wechsel­ seitig mit einer gemeinsamen Leitung verbindet bzw. von dieser trennt und aus einer mit der Ventileinrichtung synchron gesteuerten elektrischen Steuereinrichtung zum Ein- und Ausschalten der Heizeinrichtung des speicherfreien Teils.

Heizeinrichtungen dieser Art sind bekannt. Beide Heizeinrichtungen weisen eigene Stromzähler auf. Außer­ halb der Verbrauchsspitzenzeiten können die Elektri­ zitätsunternehmen den Strom günstiger zur Verfügung stellen. In diesen Zeiten wird der Speicherteil be­ heizt. In den übrigen Zeiten wird der speicherfreie Teil mit Strom versorgt. Die bekannten Heizeinrich­ tungen verwenden für den speicherfreien Teil einen in den Behälter eingeschobenen Durchlauferhitzer. Die beiden Heizsysteme sind wärmetechnisch voneinan­ der nicht einwandfrei getrennt. Zwar gibt es auch Einrichtungen, bei denen der Durchlauferhitzer unab­ hängig vom Speicherteil aufgestellt wird, jedoch ist dann eine Vormontage nicht mehr möglich und der Rohr­ leitungsaufwand mit entsprechenden Wärmeverlusten größer.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Heizeinrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß bei wirtschaftlicher Bauweise auch großer Behälter mit integriertem speicherfreien Teil eine möglichst voll­ kommene wärmetechnische Trennung zwischen dem Speicher­ teil und dem speicherfreien Teil erreicht wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der eine Klöp­ perboden des Behälters außen konkav gewölbt ist und daß in die Klöpperbodenmulde unter Zwischenlage ei­ ner Wärmeisolierschicht ein hermetisch geschlossener Behälterkopf eingreift, der den speicherfreien Teil bildet, zwei gleiche zum Behälter koaxial liegende spiegelbildlich, mit den konkaven Seiten einander zugewandt, angeordnete Klöpperboden aufweist und zwei Wasseranschlüsse besitzt.

Während die bekannte Heizeinrichtung mit in dem Behälter angeordneten Durchlauferhitzer im allge­ meinen nur drei Anschlußleitungen aufweist wobei eine Leitung sowohl dem Speicherteil als auch dem speicherfreien Teil zugeordnet ist, besteht die erfindungsgemäße Heizeinrichtung aus zwei je für sich hermetisch geschlossenen Kammern, die je ei­ gene Vor- und Rücklaufleitungen haben, wobei ent­ weder die beiden Rücklaufleitungen im Nachbarbe­ reich des Behälters zusammengeführt und die beiden Vorlaufleitungen an einem Dreiwegeventil angeschlos­ sen sind oder umgekehrt. Das Dreiwegeventil befindet sich ebenfalls dicht benachbart des Behälters und gehört somit zum Lieferumfang, sodaß die Installation am Aufstellort einfach ist. Da dank der Klöpperböden alle Behälterwände einschließlich der Wände des Be­ hälterkopfes gewölbt sind, ist die Druckfestigkeit groß, sodaß Versteifungseinbauten auch bei großvo­ lumigen Behältern entfallen können. Gleichwohl ist der Behälterkopf in den Behälter integriert, sodaß ein kompakter Zweikammerkessel geschaffen wird, bei dem die beiden Kammern wasserseitig wie auch wärme­ technisch vollkommen voneinander getrennt sind.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorge­ sehen, daß die beiden Klöpperböden des Behälterkopfes unmittelbar miteinander verschweißt sind. Dies bringt eine kostengünstige Herstellung, da lediglich eine Rundschweißnaht erforderlich ist.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht da­ rin,daß der Durchmesser des Behälterkopfes geringer als der des Behälters ist. Mit z.B. drei umfangsmäßig versetzten Flacheisen kann somit der Behälterkopf auf dem oberen Rand des Behälters aufgesetzt und abgestützt werden. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, daß der aus­ sen konkave Klöpperboden des Behälters und der benach­ barte Klöpperboden des Behälterkopfes etwa denselben Krümmungsmittelpunkt aufweisen. Dies bringt den Vorteil, daß der radiale Abstand zwischen Behälterkopf und benach­ barten Klöpperboden des Behälters konstant ist, was sich auf die wärmetechnische Trennung der beiden Behältertei­ le günstig auswirkt, da die zu den Wärmeübertragungsflä­ chen senkrechten Abstände dieselben sind. Es kann somit auch die Isolierschicht zwischen beiden Behälterteilen eine konstante Dicke aufweisen.

Obwohl vorgezogen wird, den Behälterkopf oben auf den stehenden Behälter aufzusetzen, so liegt es im Rahmen der Erfindung, den Behälterkopf auch unter dem Behälter anzuordnen, wie es auch möglich ist, den Behälter hori­ zontal, also liegend anzuordnen, sodaß dann der Behäl­ terkopf an einer Seite des Behälters zu liegen kommt.

Schließlich besteht noch eine Weiterbildung der Er­ findung darin, daß der Behälter und der Behälterkopf je zwei umfangsmäßig versetzte Gruppen von mehreren Muffen zur Aufnahme von Tauchheizkörpern aufweisen. Der Umfangswinkel der beiden Gruppen beträgt etwa 90°. Dabei verlaufen die Achsen der Muffen jeder Gruppe etwa parallel zueinander und es ist weiterhin vorgesehen, daß die Muffen jeder Gruppe in mindestens zwei parallelen, zur Behälterachse rechtwinkligen Ra­ dialebenen liegen.

Die Tauchheizkörper sind handelsübliche Erzeugnisse, die im Reparaturfall mit wenig Montageaufwand ersetzt werden können. Der Behälter kann in einer Raumecke aufgestellt werden, wobei gleichwohl die beiden um 90° versetzten Muffengruppen noch frei zugänglich sind. Bei geringerem Heizleistungsbedarf werden nur einige Muffen mit Heizstäben bestückt. Die restlichen Muffen werden zugeschraubt. Ein Nachrüsten auf Mehrheizleistung ist dann jederzeit möglich. Der Höhenversatz der Muffen in jeder Muffengruppe gewährleistet eine gute Energie­ verteilung.

Anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel sche­ matisch darstellt, sei die Erfindung näher beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die neue Heizeinrich­ tung, jedoch ohne die ansich bekannten wasser­ seitigen und elektrischen Schalteinrichtungen und

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Behälter gemäß Fig. 1 nach Wegnahme der Behälterkopf-Isolierung.

Ein kreiszylindrischer Behälter 10 weist einen boden­ seitigen, nach außen konvex gewölbten Klöpperboden 12 und einen oberen, außen konkav gewölbten Klöpperboden 14 auf. Der Behälter hat einen Rücklaufanschluß 16 im un­ teren Behälterteil und einen Vorlaufanschluß 18 im obe­ ren Teil. Der so beschriebene Behälter 10 ist herme­ tisch geschlossen und bildet den Speicherteil 20 der Heizeinrichtung.

Auf dem oberen Rand des Behälters 10 ist ein Behälter­ kopf 22 abgestützt, der vollkommen unabhängig vom Be­ hälter 10 ausgebildet ist und aus zwei identischen, spiegelbildlich mit den konkaven Seiten einander zuge­ wandt miteinander verschweißten Klöpperböden 24, 26 besteht. Der Behälterkopf 22 bildet ebenfalls eine in sich hermetisch geschlossene Kammer 28, die den speicherfreien Teil der Heizeinrichtung darstellt. Der Außendurchmesser des Behälterkopfes 22 ist etwas klei­ ner als derjenige des Behälter 10 und zwar derart, daß der Krümmungsmittelpunkt des Klöpperbodens 26 und derjenige des oberen Klöpperbodens 14 des Be­ hälters 10 etwa zusammenfallen. Damit wird der ra­ diale Abstand zwischen diesen beiden Klöpperböden 14, 26 konstant. Zwischen diesen beiden Böden 14, 26 wird also ein Spalt mit konstanter Spalthöhe ge­ bildet. Dieser Spalt wird durch eine Isolierschicht 30 ausgefüllt.

An der Umfangsschweißnaht des Behälterkopfes 22 be­ finden sich beispielsweise drei in gleichen Umfangs­ abständen angeordnete, radial nach außen weisende (nicht dargestellte) Stützlaschen, mit denen der Be­ hälterkopf 22 auf dem Oberrand des Behälters 10 abgestützt ist.

Wesentlich ist, daß der Behälterkopf etwa zur Hälfte in die Kontur des Behälters 10 eindringt, womit die gewünschte Integration erreicht wird. Die äußere Ge­ stalt der aus Behälter 10 und Behälterkopf 22 be­ stehenden Einheit entspricht einem herkömmlichen Ein­ kammer-Behälter.

Der Behälterkopf 22 weist einen eigenen Rücklaufan­ schluß 32 und einen eigenen Vorlaufanschluß 34 auf. Beide Anschlüsse 32, 34 sind beispielsweise längs Mantellinien am Behälter 10 nach unten ge­ führt, wobei die beiden Rücklaufleitungen zu einem gemeinsamen Rücklaufleitungsanschluß unter dem Be­ hälter 10 führen. In entsprechender Weise sind die beiden Vorlaufanschlüsse 18, 34 an ein nicht dar­ gestelltes Dreiwegeventil angeschlossen, in dessen einer Schaltstellung der Speicherteil 20 das nach­ geschaltete Heizsystem versorgt, wobei der spei­ cherfreie Teil 28 abgeschaltet ist und dank der absoluten wärmetechnischen Trennung auch keine Wärmezufuhr durch Wärmeübertragung aus dem Spei­ cherteil 20 erhält.

Es versteht sich, daß der gesamte Behälter 10, 22 durch eine Umfangsisolierschicht 36, einen bodensei­ tigen Isoliereinsatz 38 und einen, den Behälterkopf 22 oben abdeckenden oberen Isoliereinsatz 40 allsei­ tig vor Wärmeverlusten geschützt ist.

Der Behälter 10 weist eine erste Gruppe von drei Muf­ fen 42 und eine zweite Gruppe von drei Muffen 44 auf. Die beiden Muffengruppen 42, 44 sind umfangsmäßig um 90° versetzt. Dabei liegen die beiden äußeren Muffen jeder Muffengruppe auf niedrigerem Niveau als die mittlere Muffe. Diese Muffen dienen zum wahlweisen Ein­ stecken von Tauchheizkörpern. Nicht benötigte Muffen werden durch Schraubkappen verschlossen. Der Behälter­ kopf 22 hat ebenfalls zwei Muffengruppen 46, 48, die entsprechend denjenigen 42, 44 des Behälters 10 ange­ ordnet sind. Dank des Umfangsversatzes der Muffengrup­ pen von 90° können die recht langen Tauchheizkörper problemlos auch dann ausgetauscht werden, wenn der Be­ hälter in einer Raumecke steht.

Claims (8)

1. Heizeinrichtung, bestehend aus einem kreiszylin­ drischen Behälter, der mit gewölbten Klöpperbö­ den hermetisch geschlossen und allseitig mit ei­ ner Wärmeisolierschicht versehen ist und der ei­ nen Speicherteil mit elektrischer Heizeinrichtung und Wasservor- und rücklaufanschlüssen sowie ei­ nen, in den Behälter integrierten speicherfreien Teil mit eigener elektrischer Heizeinrichtung und eigenem Wasseranschluß aufweist, und weiterhin be­ stehend aus einer Ventileinrichtung, die die was­ serseitigen Anschlüsse des Speicherteils und des speicherfreien Teils wechselseitig mit einer ge­ meinsamen Leitung verbindet bzw. von dieser trennt und aus einer, mit der Ventileinrichtung synchron gesteuerten elektrischen Steuereinrichtung zum Ein- und Ausschalten der Heizeinrichtung des speicherfreien Teils, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Klöpperboden (14) des Behälters (10) außen konkav gewölbt ist und daß in die Klöpper­ bodenmulde unter Zwischenlage einer Wärmeiso­ lierschicht (30) ein hermetisch geschlossener Behälterkopf (22) eingreift, der den speicher­ freien Teil (28) bildet, zwei gleiche zum Be­ hälter (10) koaxial liegende spiegelbildlich, mit den konkaven Seiten einander zugewandt, angeordnete Klöpperböden (24, 26) aufweist und zwei Wasseranschlüsse (32, 34) besitzt.

2. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden Klöpperböden (24, 26) des Behälterkopfes (22) unmittelbar miteinander verschweißt sind.

3. Heizeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Behälter­ kopfes (22) geringer als derjenige des Behälters (10) ist.

4. Heizeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der außen konkave Klöpperboden (14) des Behälters (10) und der benachbarte Klöpper­ boden (26) des Behälterkopfes (22) etwa denselben Krümmungsmittelpunkt aufweisen.

5. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (10) und der Behälterkopf (22) je zwei umfangsmäßig versetzte Gruppen (42, 44; 46, 48) von je mehreren Muffen zur Aufnahme von Tauchheizkörpern aufwei­ sen.

6. Heizeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Umfangswinkel zwischen den Muffengruppen (42, 44; 46, 48) sowohl des Behäl­ ters (10) als auch des Behälterkopfes (22) je etwa 90° beträgt.

7. Heizeinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Muffen jeder Gruppe (42, 44, 46, 48) parallel angeordnet sind.

8. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffen jeder Gruppe (42, 44, 46, 48) in mindestens zwei parallelen, zur Behälterachse rechtwinkligen Ebenen liegen.