DE671630C

DE671630C - Heating device, especially for water heating systems

Info

Publication number: DE671630C
Application number: DES104603D
Authority: DE
Original assignee: Svenska AB Gasaccumulator
Current assignee: Svenska AB Gasaccumulator
Priority date: 1931-09-25
Filing date: 1932-05-13
Publication date: 1939-02-10

Description

Heizvorrichtung, insbesondere für Warmwasserbereitungsanlagen Die Erfindung bezieht sich auf insbesondere für Warmwasserbereitungsanlagen verwendbare Heizvorrichtungen, die aus einem Dampferzeuger und einem mit diesem durch Umlaufleitungen verbundenen wärmeabgebenden Kondensator bestehen und mit einem Ausgleichgefäß für die zu verdampfende Flüssigkeit über ein Standrohr verbunden sind, welches an eine ständig mit Flüssigkeit angefüllte Stelle der Kondensatrückführungsleitung angeschlossen ist.Heating device, in particular for water heating systems The invention relates to particularly useful for water heating systems Heating devices consisting of a steam generator and one connected to this by circulation lines connected heat-emitting condenser and with an expansion tank for the liquid to be evaporated are connected via a standpipe, which is connected to a permanently filled with liquid point of the condensate return line connected is.

Um bei Anlagen dieser Art eine besonders weitgehende selbsttätige Anpassung der Umlaufgeschwindigkeit des Heizmittels und damit der Wärmeübertragung auf das zu erhitzende Brauchwasser o. dgl. an den jeweils vorhandenen Wärmebedarf zu erreichen und gleichzeitig einen Dampfübertritt aus dem Kondensator in die Kondensatrückführungsleitung und in das an diese Leitung angeschlossene Ausgleichgefäß zu verhüten, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, den verwendeten Dampfkondensator in zwei Räume aufzuteilen, die lediglich durch eine enge Drosselöffnung miteinander verbunden sind, und hierbei die Kühlfläche des in der Dampfströmungsrichtung hinter der Drosselöffnung liegenden Kondensatorraumes so zu bemessen, daß der ganze in diesen Raum eintretende Dampf in demselben kondensiert wird und somit dieser Raum ständig' Kondensat enthält. Durch die Unterteilung des Kondensators in zwei über eine enge Drosselöffnung verbundene Räume wird nämlich erreicht, daß bei Abnahme der Kondensationsgeschwindigkeit des Dampfes infolge Abnahme des Temperaturgefälles zwischen dem Dampfinhalt des Kondensators und dem umgebenden Brauchwasser und bei dem hierdurch bedingten Absinken der Wasserspiegelhöhe im Kondensator unter die Drosselöffnung die diese Öffnung durchströmende Gewichtsmenge verringert wird. Denn die Drosselöffnung setzt dem Durchtritt einer bestimmten Dampfmenge einen erheblich größeren Widerstand entgegen als dem Durchtritt einer Kondensatmenge gleichen Gewichts.In order to have a particularly extensive automatic in systems of this type Adjustment of the circulation speed of the heating medium and thus the heat transfer on the domestic water to be heated or the like. On the respective existing heat demand and at the same time a vapor transfer from the condenser into the condensate return line and to prevent the expansion tank connected to this line, is according to the invention proposed to divide the steam condenser used into two rooms that only are connected to one another by a narrow throttle opening, and here the cooling surface of the condenser space behind the throttle opening in the direction of steam flow to be dimensioned so that all the steam entering this space condenses in it and thus this space constantly contains' condensate. By dividing the Capacitor in two spaces connected via a narrow throttle opening is namely achieved that with a decrease in the rate of condensation of the steam as a result of decrease the temperature gradient between the steam content of the condenser and the surrounding Domestic water and the resulting drop in the water level in the condenser the amount of weight flowing through this opening is reduced below the throttle opening will. Because the throttle opening prevents the passage of a certain amount of steam much greater resistance than equal to the passage of a quantity of condensate Weight.

Infolgedessen wird bei einer Abnahme der Kondensationsgeschwindigkeit auch die Umlaufgeschwindigkeit des Wärmeübertragungsmittels selbsttätig vermindert und umgekehrt bei einer Zunahme der Kondensatiorsgeschwindigkeit, beispielsweise infolge Zuführung kalten Brauchwassers, selbsttätig erhöht. Die Einschaltung besonderer von Hand bedienbarer Ventile oder anderer beweglicher Steuerglieder in die Umlaufleitung zur Regelung der Umlaufgeschwindigkeit des Heiz- oder Wärmeübertragungsmittels ist somit entbehrlich. Außerdem wird auf die geschilderte Weise in Verbindung mit der obenerwähnten Bemessung der Kühlfläche des in der Strömungsrichtung hinter der Drossel liegenden Kondensatorraumes auch die Gefahr eines Dampfübertritts in die Kondensatrückführungsleitung bei einer Abnahme der Kondensationsgeschwindigkeit des Dampfes beseitigt.As a result, as the rate of condensation decreases the speed of circulation of the heat transfer medium is also automatically reduced and vice versa with an increase in condenser speed, for example automatically increased due to the supply of cold service water. The involvement of special manually operated valves or other movable control elements in the circulation line to regulate the speed of circulation of the heating or heat transfer medium thus dispensable. In addition, the described Way in Connection with the above-mentioned dimensioning of the cooling surface in the direction of flow behind the throttle there is also the risk of vapor transfer into the condensate return line when the condensation rate decreases of the steam eliminated.

Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen einer zur Beheizung einer Warmwasserbereitungsanlage dienenden Heizvorrichtung gemäß der Erfindung veranschaulicht.In the drawing there are two embodiments of one for heating a water heating system serving heating device according to the invention.

In Fig. i bezeichnet io einen z. B. für Haushaltzwecke verwendbaren Warmwasserspeicher, aus dem warmes Wasser durch ein Rohr i i abgezapft wird, während gleichzeitig kaltes Wasser durch ein Rohr i2 zufließt. In dem Speicherbehälter io ist ein Dampfltondensator 4o angeordnet, der über zwei als Umlaufleitungen dienende Rohre 15 bzw. 17 mit einer einen Dampferzeuger bildenden Rohrschlange 2o verbunden ist, die den Heizraum eines Herdes mit Wärmespeicher umgibt. Der Kondensator 4o, in dem die Kondensation des in der Schlange 2o erzeugten Dampfes erfolgt, besteht aus einem Zylinder, der durch eine eine Öffnung 44 enthaltende Trennwand 41 in einen oberen Raum 42 und einen unteren Raum 43 aufgeteilt ist. An die von dem Unterteil des Raumes 43 zum Unterteil des Dampferzeugers 2o führende Leitung 17 ist über ein Standrohr 34 ein Ausgleichgefäß 36 angeschlossen. Unterhalb der Abzweigstelle des Rohres 34 ist im Rohr 17 eine Drosselstelle 39 angebracht, die eine unter Umständen zu schlagartig wirkender plötzlicher starker Dampferzeugung führende schnelle Wasserzufuhr zum Dampferzeuger, und zwar. sowohl vom Standrohr 34 wie auch vorn unteren Teil des Kondensators 40 her, verhindert.In Fig. I, io denotes a z. B. for household purposes usable hot water tank, from which hot water is tapped through a pipe ii, while at the same time cold water flows through a pipe i2. In the storage tank io a steam condenser 4o is arranged, which is connected via two pipes 15 and 17 serving as circulation lines to a pipe coil 2o which forms a steam generator and which surrounds the boiler room of a stove with heat storage. The condenser 4o, in which the condensation of the steam generated in the coil 2o takes place, consists of a cylinder which is divided into an upper space 42 and a lower space 43 by a partition 41 containing an opening 44. A compensation vessel 36 is connected to the line 17 leading from the lower part of the space 43 to the lower part of the steam generator 2o via a standpipe 34. Below the branch point of the pipe 34, a throttle point 39 is attached in the pipe 17, which under certain circumstances leads to a sudden, sudden, strong steam generation leading to a rapid water supply to the steam generator. both from the standpipe 34 as well as from the lower part of the condenser 40, prevented.

Es sei angenommen, der Behälter io sei finit kaltem Wasser gefüllt, das erwärmt werden soll; die Einrichtung arbeitet dann in folgender Weise: Die aus dem Dampferzeuger 2o, dem Kondensator 4o und den Umlaufleitungen 15 und 17 bestehende Heizvorrichtung 32 wird über den Behälter 36 und das Rohr 34 mit Wasser gefüllt; hierbei ist der Hahn eines vom oberen Ende des Raumes 42 ins Freie führenden Rohres 38 offenzuhalten, damit das Wasser in der Vorrichtung 32 in die Höhe steigen und die verdrängte Luft vom höchsten Punkt dieser Vorrichtung durch das Rohr 38 entweichen kann.It is assumed that the container io is filled with finitely cold water that is to be heated; the device then works in the following way: the heating device 32 consisting of the steam generator 2o, the condenser 4o and the circulation lines 1 5 and 17 is filled with water via the container 36 and the pipe 34; In this case, the tap of a pipe 38 leading into the open air from the upper end of the space 42 must be kept open so that the water in the device 32 can rise and the displaced air can escape from the highest point of this device through the pipe 38.

Wird nun im Herd Brennstoff verbrannt, so wird Wärme sowohl durch Leitung als auch durch Strahlung auf die Rohrschlange 20 übertragen und in dieser Schlange Dampf erzeugt. Der Dampf steigt durch das Rohr 15 nach oben zum Kondensator 4o und verdrängt hierbei Wasser aus dem Rohr 15 und dem Kondensator. Das verdrängte Wasser tritt in das Rohr 34 und in. den Behälter 36 über, der also als Ausdehnungs- und Ausgleichgefäß dient. Infolge des verhältnismäßig großen waagerechten Ouerschnittes des Behälters 36 verändert sich hierbei die Wasserspiegelhöhe in letzterem nicht nennenswert, so daß die Schwankungen des statischen Flüssigkeitsdruckes im System ganz außer acht gelassen werden können.If fuel is now burned in the stove, heat is transferred to the pipe coil 20 both by conduction and by radiation, and steam is generated in this coil. The vapor rises through the tube 1 to the capacitor 5 up 4o and displaces this water from the pipe 15 and the condenser. The displaced water passes into the pipe 34 and into the container 36, which thus serves as an expansion and compensation vessel. As a result of the relatively large horizontal cross-section of the container 36, the water level in the latter does not change significantly, so that the fluctuations in the static fluid pressure in the system can be completely disregarded.

Durch Anbringung der Trennwand 41 und der Drosselöffnung 44 wird ein Eindringen von Dampf in das Standrohr 34 sicher verhindert. Dies wird durch die Bremswirkung des Loches 44 erreicht. Es ist eine bekannte Tatsache, daß eine Drosselstelle eine Dampfmenge hindurchläßt, deren Gewicht nur einen kleinen Bruchteil des Gewichtes derjenigen Wassermenge beträgt, die die gleiche Drosselstelle bei gleichem Druckunterschied hindurchlassen würde.By attaching the partition wall 41 and the throttle opening 44, a Ingress of steam into the standpipe 34 is reliably prevented. This is done through the Braking effect of the hole 44 is reached. It is a known fact that a choke point lets through an amount of steam the weight of which is only a small fraction of the weight the amount of water that the same throttle point with the same pressure difference would let through.

Der in der Rohrschlange 2 erzeugte Dampf steigt durch das Rohr 15 nach oben und verdrängt eine gewisse Wassermenge im Raum 42 des Kondensators 40. Die Höhe des Wasserspiegels im Kondensator ändert sich hierbei mit der Temperatur des Wassers im Behälter io; denn mit der Änderung dieser Wassertemperatur ändert sich auch das Temperaturgefälle zwischen dem Dampfinhalt des Kondensators 40 und dem umgebenden Brauchwasser und damit die Kondensationsgeschwindigkeit. Mit steigender Temperatur des Wassers im Behälter io sinkt die Kondensationsgeschwindigkeit, und dementsprechend sinkt auch der Flüssigkeitsspiegel im Raum 42. Bei einer bestimmten Temperatur des Wassers im Behälter io erreicht der Wasserspiegel im Raum 42 die Trennwand 44 und wenn nun die Temperatur des Wassers im Behälter io weitersteigt, so wird der Flüssigkeitsspiegel unter die Trennwand 41 sinken. In diesem Fall wird auch der obere Teil des Raumes 43 Dampf enthalten, der durch die Öffnung 44 einströmt. Hierbei macht sich aber die Hemmwirkung der Öffnung 44 geltend, und die Umlaufgeschwindigkeit in der Vorrichtung 32 verringert sich, so daß nun eine geringere Dampfmenge vom Dampferzeuger zum Kondensator gelangt. Auf diese Weise wird auch die Wärmeübertragung auf das Brauchwasser selbsttätig verringert. Die Kondensationsfähigkeit des unteren Raumes 43 des Kondensators 40 muß hierbei groß genug sein, um den ganzen Dampf kondensieren zu können, der die Öffnung 44 durchströmt, so daß kein Dampf in das Rohr 34 eindringen kann. Gemäß der Erfindung wird also die Temperatur des Wassers im Behälter io bis zu einer geeigneten bestimmten Grenze steigen, um danach im wesentlichen den gleichen Wert zu behalten. Wird dem Behälter io längere Zeit kein Wasser abgezapft, so soll die Wärmemenge, welche dem Wasser im Behälter zugeführt wird, gerade den Strahlungsverlusten entsprechen, damit verhindert wird, daß die Temperatur des Wassers den zulässigen Wert überschreitet.The steam generated in the coil 2 rises through the pipe 15 upwards and displaces a certain amount of water in space 42 of condenser 40. The height of the water level in the condenser changes with the temperature the water in the tank io; because with the change of this water temperature changes the temperature gradient between the steam content of the condenser 40 and the surrounding domestic water and thus the rate of condensation. With increasing The temperature of the water in the container decreases the rate of condensation, and accordingly, the liquid level in space 42 also sinks The water level in space 42 reaches the temperature of the water in the container Partition 44 and if the temperature of the water in the container continues to rise, in this way the liquid level will drop below the partition wall 41. In this case it will also the upper part of the space 43 contain steam flowing in through the opening 44. Here, however, the inhibiting effect of the opening 44 is applied, and the speed of rotation in the device 32 is reduced, so that now a smaller amount of steam from Steam generator reaches the condenser. In this way, the heat transfer is also automatically reduced to the domestic water. The condensation ability of the lower Space 43 of the condenser 40 must be large enough to condense all of the steam to be able to flow through the opening 44 so that no steam penetrates into the tube 34 can. According to the invention, the temperature of the water in the Container io rise to a suitable certain limit, after which essentially keep the same value. If no water is tapped from the container for a long time, so the amount of heat that is supplied to the water in the container, just the Radiation losses correspond so that the temperature of the water is prevented exceeds the permissible value.

Fig.2 zeigt in größerem Maßstab einen Teil einer anderen Ausführungsform der neuen Heizvorrichtung. Bei der Vorrichtung gemäß dieser Abbildung besteht der Kondensator aus einer Rohrschlange 14, die in einen oberen und einen unteren Teil 14a bzw. 14b aufgeteilt und in ähnlicher Weise wie der bei der Anlage nach Fig. i vorgesehene Kondensator .i0 in einen mit Brauchwasserzu- und -abflußleitungen 12 bzw. ii versehenen Warmwasserspeicher io eingebaut ist.Fig. 2 shows a part of another embodiment on a larger scale the new heater. The device according to this figure consists of Condenser from a coil 14, which is in an upper and a lower part 14a and 14b divided and in a similar manner to that in the system according to Fig. i provided condenser .i0 in one with domestic water inlet and outlet pipes 12 or ii provided hot water storage tank io is installed.

Die Kondensatorteile i4a und 14b sind über eine Drosseleinrichtung 47 miteinander verbunden, die anstatt aus einer einzigen kleinen Öffnung in einer Trennwand aus mehreren hintereinandergeschalteten Öffnungen. besteht, welche in hintereinander angeordneten Lainellen angebracht sind, die in einer Hülse 16 mittels eines Stopfens 48 und einer Feder 49 in richtiger Lage gehalten werden.The capacitor parts i4a and 14b are via a throttle device 47 interconnected, which instead of a single small opening in a Partition wall made up of several openings connected in series. which is in consecutively arranged Lainellen are attached, which in a sleeve 16 by means a plug 48 and a spring 49 are held in the correct position.

Der oberste Teil i4a des Kondensators kann durch ein Rohr i8 entlüftet werden, welches durch einen Stopfen 5o abschließbar ist. Ein weiteres Entlüftungsrohr ig wird zweckmäßig für die Entlüftung des unteren Teiles i4b des Kondensators vorgesehen. Auch dieses Rohr ist mittels eines Außenventils oder eines abnehmbaren Stopfens 51 verschließbar.The uppermost part i4a of the condenser can be vented through a pipe i8 which can be locked by a plug 5o. Another vent pipe ig is expediently provided for venting the lower part i4b of the condenser. This pipe is also accessible by means of an external valve or a removable plug 51 lockable.

Zwischen dem Ausströmende des Kondensatorteiles 14b und der zum Unterteil des Dampferzeugers 2o führenden Rückleitung 17 ist eine weitere Drosseleinrichtung 52 angeordnet, die in der gleichen Weise wie die Drossel 47 ausgebildet und mittels eines Stopfens 53 und einer Feder 54 auswechselbar befestigt ist und die gleiche Aufgabe wie die bei der Ausführungsform nach Fig. i vorgesehene Drossel 39 besitzt. Oberhalb dieser Drossel 52 ist an die Rückleitung 17 das zum Ausdehnungsgefäß 36 führende Standrohr 34 angeschlossen.A further throttle device 52 is arranged between the outflow end of the condenser part 14b and the return line 17 leading to the lower part of the steam generator 2o, which is designed in the same way as the throttle 47 and is interchangeably fastened by means of a plug 53 and a spring 54 and has the same function as the throttle 39 provided in the embodiment according to FIG. Above this throttle 52, the standpipe 34 leading to the expansion vessel 36 is connected to the return line 17.

Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung ist im großen und ganzen dieselbe wie diejenige der in Fig. i dargestellten Vorrichtung. Die bei 47 angeordnete Drosseleinrichtung bietet dem Dampfstrom an einer Stelle zwischen den Enden des Kondensators 14 den erforderlichen Widerstand, so daß auch bei niedriger Kondensationsgeschwindigkeit des Dampfes der durch die Drosseleinrichtung hindurchströmende Dampf im unteren Teil 14b des Kondensators kondensiert wird.The operation of this device is largely the same like that of the device shown in Fig. i. The throttle device located at 47 provides the vapor flow at a point between the ends of the condenser 14 required resistance, so that even at low condensation rates of the steam, the steam flowing through the throttle device in the lower Part 14b of the capacitor is condensed.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Heating device, especially for water heating systems, the one from a steam generator and one connected to this by circulation lines heat-emitting condenser and with an expansion tank for the to be evaporated Liquid is connected via a standpipe, which is connected to a constant liquid filled point of the condensate return line is connected, characterized that the steam condenser (14 or 40) is divided into two rooms (14a, i4b and 42, 43) is connected to each other only by a narrow throttle opening (47 or 44) are, the cooling surface of the in the Diampfströmungsricntung behind the throttle opening lying capacitor space (14b or 43) is dimensioned so that the whole in this Steam entering the space is condensed in the same space and thus this space is constant Contains condensate.

2. Heating device according to claim i, characterized in that the throttle opening is formed by a plurality of small holes in several lamellae arranged one behind the other are arranged.