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Elektrisch beheizter Wassererwärmer mit Wärmespeichermöglichkeit Die
Erfindung bezieht sich auf einen elektrisch beheizten Wassererwärmer mit Wärmespeichermöglichkeit,
insbesondere für Hausgebrauch und kleingewerbliche Zwecke. Die wesentlichen Merkmale
der Erfindung sind folgende: i. Die Wärme wird in einer mengenmäßig unveränderlichen,
verdampfbaren Flüssigkeit, die durch einen elektrischen Heizkörper unmittelbar erwärmt
wird, gespeichert. - Diese Arbeitsflüssigkeit befindet sich in einem vollkommen
geschlossenen, innendruckfesten Behälter (Bombe), in dem die Arbeitsflüssigkeit
durch Druckerhöhung ganz oder teilweise verdampfen kann. Durch diese Maßnahme wird
die Speicherfähigkeit der Ärbeitsflüssigkeit sehr stark vergrößert.
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a. Bei der Entladung wird die zu erwärmende Flüssigkeit, z. B. Wasser,
an den Wandungen der Bombe entlanggeführt und dadurch erwärmt. Die Bombe wird also
in einem Behälter angeordnet, in dem sie allseitig von dem zu erwärmenden Wasser
umspült werden kann. Hierdurch fallen die Umwälzeinrichtungen für die Arbeitsflüssigkeit
und .die damit verbundenen Nachteile fort.
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An sich sind Wassererwärmer mit Wärmespeichermöglichkeit bekannt,
die mit einer mengenmäßig unveränderlichen Arbeitsflüssigkeit und mit elektrischer
Beheizung unter Anwendung billigen Nachtstromes arbeiten. Die Beheizung dieser Speicher
wird aber nicht soweit getrieben, daß eine Verdampfung der Arbeitsflüssigkeit überhaupt
eintritt bzw. in nennenswertem Maße erfolgt. Da dem zur Speicherung benutztenArbeitsmittel
nur Flüssigkeitswärme bei atmosphärischem Druck oder geringem überdruck.:zugeführt
werden kann, ist das Speichervermögen des Arbeitsmittels dieser Speicher. verhältnismäßig
gering. Außerdem werden auch hier zur Förderung-des Arbeitsmittels -vom Wärmespeicher
zum Wassererwärmer besondere Einrichtungen benötigt, so daß die Wirtschaftlichkeit
durch diese Einrichtungen sehr in Frage gestellt ist.
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Fig. i stellt ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung gemäß der
Erfindung dar.
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a ist die Bombe, in der sich eine bestimmte Menge Arbeitsflüssigkeit
befindet. Diese Flüssigkeit wird zweckmäßig so beschaffen sein, daß der Behälter
a möglichst mit Dampf gefüllt ist, wenn der Druck bis zur bestimmten Höhe angewachsen
ist, um den günstigsten Wärmeübergang des Dampfes gegenüber der Flüssigkeit mit
einer Wärmeabgabe auszunutzen. Es sei bemerkt, _daß man bei diesen Einrichtungen
gerade bei kleinen Leistungen sehr stärk auf hohe Ladedrücke übergehen kann, da
für kleine Leistungen der Durchmesser , der Bombe klein, die Wandstärken somit nur
gering zu sein brauchen. b stellt die elektrische Heizung durch Elektroden und Widerstandsspiralen
dar, die durch c elektrischen Strom erhalten. Der allseitig geschlossene, innendruckfeste
Behälter a befindet sich in einem weiteren Gefäß e; dieses ist mit einer
Isolierung
d umgeben. In diesen Mantel tritt durch ein Ventil f das zu erwärmende Wasser ein,
das kalt aus der Leitung kommen' und erwärmt werden soll. An der Oberfläche der
Bombe a findet die Erwärmung statt. Das Wasser verläßt durch das Ventil h, das natürlich
auch fortbleiben kann, die Einrichtung und tritt erwärmt in die Leitung i über.
Bei dieser grundlegenden Anordnung ist der Nachteil der, daß keine Regelungsmöglichkeit
besteht. Diese Regelungsmöglichkeit ist beispielsweise durch eine Anordnung nach
Fig. z zu geben. Hier bezeichnet ebenso wie in Fig. i a die allseitig geschlossene
Bombe, b die elektrische Heizung.
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Die Bombe a kann durch die angegebene Hebe- und Senkvorrichtung, die
aus einem Seil m, einem Gegengewicht o und Rollen n besteht, gehoben und gesenkt
werden. Um den Speicher befindet sich ein Gefäß, das durch eine Trennwand k in der
Mitte in zwei Räume l und e unterteilt ist. In der Trennwand ist eine
einfache' Stopfbuchse angebracht, und die Bombe a- kann nun mehr oder weniger in
die Räume L und e hineingebracht werden. Der Raum Z steht nur durch
eine enge Öffnung zrrm Herausführen des Seiles m mit der Außenluft in Berührung.
Der Raum -e ist der Raum, in den das zu erwärmende Wasser durch ein Ventil f hineingelassen
werden kann. Das Wasser kommt aus der Leitung g, steigt in dem Raum e empor, erwärmt
sich an der beweglichen Bombe a und verläßt oben den Raum e, um durch das Ventil
h in die Leitung i überzutreten. Durch das Heben und Senken des Gewichtes o kann
die Bombe mehr oder weniger. in den Raum e hineingelangen, und die Heizfläche wird
auf diese Weise vergrößert und verkleinert. Hierdurch kann erreicht werden, daß
trotz Absenkung der Temperatur in dem Wärmespeicher a bei Wärmeabgabe die Erwärmungstemperatur
des Wassers im Behälter e die gleiche bleibt, oder es können hierbei durch Heben
und Senken verschiedene Austrittstemperaturen erzielt werden. Ist die Bombe a in
der obersten Stellung angelangt, so kann, wenn der untere Teil des Behälters a,
wie in Fig. a angegeben, wärmegeschützt ist, das durch das Ventil f eintretende
Wasser ohne Erwärmung die Einrichtung verlassen.
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Die Einrichtung nebst der Trennwand k ist mit einer Wärmeschutzmasse
d versehen. In dem Raum l findet, da die Luft als gutes Wärmeschutzmittel neben
dem Außenschutz wirkt, keine nennenswerte Wärmeabgabe statt. Wenn die Bombe a aufgeladen
wird, so befindet sie sich natürlich in der höchsten Stellung.
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Auch durch eine Drehbewegung der Bombe kann eine Regelung erfolgen.
Ein Ausführungsbeispiel ist in Fig. 3 dargestellt. a ist der Wärmespeicher, b die
elektrische Heizvorrichtung mit der Zuleitung c. Um den Wärmespeicher befindet sich
ein zweiter Zylinder, so daß der Ringraum e entsteht, in den das zu erwärmende Wasser
strömt. Der die Bombe umgebende Zylinder ist mit einer Wärmeschutzmasse versehen.
An der Bombe befindet sich eine Längsleistep; ebenfalls ist an dem umgebenden Zylinder
eine solche Leiste q angebracht. p kann beim Drehen des Zylinders
a an dem umgebenden Zylinder schleifen, die feststehende Leiste q schleift an der
Bombe bei deren Drehen. Die Drehung der Bombe kann durch den Handgriff r bewirkt
werden. Nahe der Leiste q ist am unteren Teil des die Bombe umgebenden Zylinders
die Wasserzuführungsleitung g angebracht. Das erwärmte Wasser strömt aus der Leitung
i heraus; diese befindet sich senkrecht über der Leitung g. Wird die Bombe in der
in der Figur angegebenen Richtung gedreht, so vergrößert sich der Abstand zwischen
den Leisten p und q; in den Raum, der durch die Leisten abgegrenzt wird,
strömt das zu erwärmende Wasser, das somit bei Drehung der Bombe a eine sich stets
vergrößernde Heizfläche vorfindet, während der andere Teil der Oberfläche der Bombe
a mit dem Ringraum zwischen Bombe -und umgebendem Zylinder @in Berührung steht,
der nur von isolierender Luft erfüllt ist. Auf diese Weise läßt sich die in Wirksamkeit
tretende Heizfläche vergrößern und verkleinern.
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Eine andere beispielsweise Ausführung zur Regelung ist in Fig. q.
angegeben. In dieser Ausführung ist der innendruckfeste Behälter a mit durchgeführten
Röhren s versehen; die Heizung der Bombe a erfolgt durch die elektrische Heizvorrichtung
b mittels Zuführungsleitung c. In dem unteren Teil des Behälters e befindet sich
eine Trennwand. Bombe a und Behälter e sind sorgfältig gegen Wärmeverlust geschützt.
Das zu erwärmende Wasser gelangt aus der Leitung g durch die Ventile t1 und t#.
in die verschiedenen Teile des unteren Raumes von e. Bei Absperrung des Ventils
t2 wird nur die eine Gruppe der Rohre v, für die Wasserdurchströmung benutzt; die
Heizfläche wird also entsprechend verkleinert und beträgt z. B. die Hälfte, als
wenn die beiden Ventile t1 und t2 geöffnet sind. Es kann also auf diese Weise durch
Unterteilung der Heizfläche, die natürlich auch noch mehr als zwei Unterteilungen
besitzen kann, eine gute Regelung erzielt werden. Bei der Wärmeladung ist es erforderlich,
daß z. B. keine Flüssigkeit sich in dem Raum e befindet. Zu dem Zwecke müssen bei
dem Laden die Ventile f und lt
geschlossen sein. Nach dem Öffnen der
Ventile
t1, t,. und u kann eine Entwässerung des Behälters e stattfinden,
so daß die im Raum e befindliche Luft in Verbindung mit der Schutzmasse d wärmehaltend
wirkt.