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Einrichtung zur Akkumulierung von heißer Flüssigkeit, insbesondere
bei einem intermittierend arbeitenden Absorptionskälteapparat Es ist oft erwünscht,
aus einer Leitung, die Flüssigkeit von schwankender Temperatur führt, den heißen
oder heißeren Anteil der Flüssigkeit zwecks Ausnutzung für geeignete Zwecke akkumulieren
zu können. Dies -trifft z. B. für das abgehende Kühlwasser aus einer Absorptionskühlanlage
mit intermittierendem Betrieb zu, wo die Temperatur des Abwassers weitgehend schwankt,
z. B. zwischen 70 und 2o° C. Im folgenden wird die Flüssigkeit als Wasser
bezeichnet.
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Die Akkumulierung des warmen Wasser anteils erreicht man nach der
Erfindung in einem oder mehreren Behältern; die in Verbindung mit der Wasser von
schwankender Temperatur führenden Leitung stehen, und sie findet dadurch selbsttätig
statt, daß man mittels geeigneter Führung des Wassers den Unterschied zwischen dem
spezifischen Gewicht zu jeder Zeit in der Leitung und in dem bzw. den Behältern
ausnutzt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes stehen
der oder die Behälter in offener Verbindung mit einem in der Leitung vorgesehenen
Wasserschluß. Mit dem oder den Behältern wird in zweckmäßiger Weise ein Rohrsystem
o. dgl. so angeordnet, daß sowohl zwischen Behälter oder Behältern und Rohrsystem
als auch zwischen den Behältern untereinander offene Verbindung besteht. Das Rohrsystem
ist ferner offen verbunden - sowohl mit der Wasser von schwankender Temperatur führenden
Leitung als auch mit dem Ablauf aus dem Wasserschluß.
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Wenn nur ein Behälter verwendet wird, wirkt die Anordnung in der Weise,
daß dem Rohrsystem zugeführtes Wasser von höherer Temperatur. als die mittlere Wassertemperatur
im Behälter in diesen Behälter emporsteigt, wohingegen derart zugeführtes Wasser
von niedrigerer Temperatur, als die mittlere
Wassertemperatur im
Behälter um diesen Behälter herum und durch den Wasserschluß zum Ablauf strömt.
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Werden mehrere übereinander befindliche Behälter verwendet, so steigt
das Wasser, welches dem Rohrsystem zugeführt wird' in den obersten Behälter empor,
und zwar so lange, als das zugeführte Wasser wärmer ist als das Wasser in diesem
Behälter. Es strömt jedoch bei niedrigerer Temperatur um diesen Behälter herum in
den nächst unten liegenden Behälter, solang es heißer als das Wasser in diesem Behälter
ist, `und in dieser Weise nach unten, bis das zugeführte Wasser kälter als das Wasser
im untersten Behälter wird, wenn das zugeführte Wasser um die Behälter herum in
den Ablauf geht.
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Es ist schon bekannt, in einem nach außen geschlossenen System für
Warmwasserbereitung, das aus einem heizbaren Kessel und einem Speicherbehälter mit
offenen Verbindungsleitungen zwischen den beiden besteht, die Zirkulation des Wassers-
derart anzuordnen, daß das vom Heizkessel zum Speicherbehälter strömende Wasser
sich mit dem oberen oder dem unteren Teil des Wassers im Speicherbehälter mischt,
je nach der Temperatur .des zugeführten Wassers im Verhältnis zu der Wassertemperatur
im Speicherbehälter. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird aber vorausgesetzt, daß,die
Erhitzung des Wassers außerhalb des Systems geschieht, und zwar in der (an und für
sich ungünstigen) Weise, daß das Wasser lern System mit stark schwankender Temperatur
zugeführt wird. Weiter muß gemäß der Erfindung das System einen offenen Ablauf für
das zugeführte Wasser haben, was bei dem obengenannten geschlossenen System nicht
der Fall ist, um das zuströmende Wasser weiterleiten zu können, falls es kälter
ist als das Wasser im Sammelbehälter. Um dem Sammelbehälter warmes Wasser aus der
Leitung zuführen zu können, ist es weiter eine notwendige Voraussetzung gemäß der
Erfindung, daß auch der untere Teil des Sammelbehälters eine offene Ablaufleiturig
für das vom warmen Wasser verdrängte kältere Wasser besitzt.
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Die Zeichnung veranschaulicht schematisch zwei Ausführungsformen des
Erfindungsgegenstandes, und zwar Fig. i eine Ausführungsform mit einem Behälter
und Fig. 2 eine Ausführungsform mit zwei Bebältern.
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i ist ein vorzugsweise isolierter Behälter von geeigneter Größe, der
bei 2 und 3 in offener Verbindung mit einem Rohr q. steht, das auch isoliert sein
kann: Das Rohr steht bei 5 in offener Verbindung mit der Leitung 6, die Wasser von
schwankender Temperatur führt. Das Rohr q. ist bei 7 mit einem Rohr 8 offen verbunden,
das einen Ablauf 9 besitzt, welcher ein höheres Niveau besitzt als der Behälter
i. Sowohl Rohr 8 als auch Behälter i stehen oben durch Rohre io bzw. i i mit der
äußeren Luft in offener Verbindung. Diese Anordnung wirkt in der folgenden Weise:
Durch Zufuhr von Wasser, durch die Leitung 6 wird der Behälter i gefüllt, wonach
Wasser am Ablauf g .abgeht. Falls die Temperatur dies Wassers dieselbe ist, wird
dann das Wasser im Behälter i und im Rohr 4., abgesehen vom Stück zwischen 5 und
7, in Ruhe sein. Gelangt nun wärmeres Wasser aus der Leitung 6 in das Rohr 4, so
steigt dieses wärmere Wasser wegen seines geringeren spei. Gewichtes im Rohr q.
empor und strömt bei 2 in den Behälter i, während gleichzeitig Wasser am Boden des
Behälters bei 3 hinausgedrängt wird und zum Ablauf 9 über 4., 7 und 8 strömt. Das
so verdrängte Wasser könnte auch durch eine besondere Leitung zu einem besonderen
geeigneten Ablauf geleitet werden. Auf diese Weise wird nun Wasser im Behälter i
selbsttätig akkumuliert, solange das zugeführte Wasser eine höhere Temperatur als
das Wässer im Behälter hat. Sinkt aber die Temperatur des zugeführten Wassers auf
dieselbe oder eine niedrigere Temperatur als diejenige des Wassers im Behälter,
so steigt das Wasser nicht mehr durch das Rohr 4. in den Behälter i, weil es jetzt
spezifisch schwerer als das Wasser im Behälter ist, sondern es strömt das zugeführte
Wasser durch 5-7-8 zum Ablauf g. Das Wasser stellt sich somit selbsttätig so in
Gien beiden senkrechten Zweigen des Rohres q. ein, daß Gleichgewichtszustand darin
herrscht, solange das aus der Leitung 6 kommende Wasser kälter als das Wasser im
Behälter i ist. Das Wasser im Behälter i bleibt daher in diesem Falle in Ruhe. Wird
aber das zugeführte Wasser wieder wärmer als das Wasser im Behälter, so steigt es,
wie oben beschrieben, hoch und wird im Behälter akkumuliert. Falls man kein Wasser
aus dem Behälter i durch den Hahn 1a abzieht und die Temperaturschwankungen im Wasser
in der Leitung 6 regelmäßig sind, wird nur der wärmste Anteil des von .der Leitung
6 zugeführten Wassers im Behälter .akkumuliert, während die übrig gen Anteile zum
Ablauf gehen.
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Wenn man durch den Hahn i-2 Wasser aus dem Behälter abzieht, wird
der Behälter sofort mit von der Leitung 6 kommendem Wasser nachgefüllt. Da man beim
Abziehen von Wasser hauptsächlich das heißeste Wasser oben im Behälter zu erhalten
wünscht, kann man z. B. den Hahn 12 mit einem vorzugsweise isolierten oder doppelwandigen
Rohr i3
innerhalb des Behälters verbinden, welches Rohr mit seiner
Mündung in den oberen Behälterteil hinaufragt und mit seitlichen Löchern von nach
unten abnehmender Größe oder von zunehmenden Abständen ausgerüstet ist. Auch könnte
man Hähne in verschiedenen Höhen am Behälter vorsehen.
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Bei der in Fig.2 gezeigten Ausfühi#ungsform sind zwei übereinander
angebrachte Behälter 1¢ und 15 dargestellt, die je einen Ablaßhahn 16 bzw. 17 aufweisen.
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Der untere Teil des Behälters 14 steht mittels eines Rohres 18 mit
dem oberen Teil des Behälters 15 in Verbindung, und bei ig kommuniziert er mit einem
Rohr 2o, welches dem Rohr q. in Fig. i entspricht. Der Behälter 15 steht unten bei
21 mit dem Rohr 2a in Verbindung und steht oben mittels eines Rohres 22 mit dem
Rohr 2o an einer Stelle in Verbindung, die in einem Niveau zwischen dem Boden des
Behälters 14 und dem höchsten Teil des Behälters 15 liegt. ' Das Rohr 2o steht bei
5 mit der Zufuhrleitung 6 und bei 7 mit dem Rohr 8 in Verbindung, welches Rohr 8
zu einem Ablauf 9 führt, der höher liegt als der Behälter 1q.. Sowohl das Rohr 8
als auch der Behälter 14 stehen oben mittels der Rohre io bzw. i i mit der Außenluft
in offener Verbindung.
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Diese Anordnung arbeitet wie folgt: Die Behälter 14. und 15 werden
beispielsweise zuerst mit Kaltwasser aus derLeitung 6 gefüllt, bis Wasser am Ablauf
9 abgeht. Kommt nun wärmeres Wasser aus der Leitung 6, so steigt es durch das Rohr
2o hinauf und geht bei ig in den Behälter 14 hinein, indem eine entsprechende Wassermenge
vom Boden des Behälters 14 durch das Rohr 18, den Behälter 15 und bei 21 durch den
linken Zweig des Rohres 20 über 7, 8 und 9 zum Ablauf verdrängt wird. Dieses Warmwasser
kann nicht bei 23 durch das Rohr 22 in den Behälter 15 wegen der Termosyphonwirkung
zwischen den offen verbundenen Röhren 22 und 18 gelangen. Sinkt die Temperatur des
von der Leitung 6 zugeführten Wassers unter die Wassertemperatur im Behälter 1q.,
so steigt das zugeführte Wasser nicht mehr in diesen Behälter hinauf, wie es bei
der in Fig. i erläuterten Konstruktion beschrieben wurde. Es tritt selbsttätig Gleichgewichtszustand
ein zwischen dem Wasser im oberen Teil des Rohres 2o einerseits und dem. Wasser
im Behälter 14 sowie in dem über der Zweigstelle 23 liegenden Teil des Rohres 18
andererseits. Ist aber das zugeführte Wasser heißer als das Wasser im Behälter 15,
strömt es nun bei 23 durch das Rohr 22 in den Behälter 15 hinein, indem es an dessen
Boden bei 21 eine entsprechende Wassermenge über 20, 7, 8 und 9 verdrängt. Sinkt
die Temperaturdes zugeführten Wassers auch unter die mittlere Wassertemperatur im
Behälter 15, strömt das Wasser aus demselben Grunde wie bereits oben für den Behälter
1¢ beschrieben, unmittelbar durch 5, 7, 8 zum Ablauf g. -Wenn man Wasser durch den
Hahn 16 abzieht, wird dem Behälter 14 eine entsprechende Wassermenge aus dem oder
durch den Behälter 15 durch das Rohr 18 zugeführt, wenigstens bis die Höhe ig erreicht
ist. Die weitere Füllung des Behälters 14 wird nun eventuell durch das Rohr 20 geschehen,
wenn das zu dieser Zeit zugeführte Wasser aus der Leitung 6 wärmer ist als im Behälter
14.e Ist dies nicht der Fall, geschieht auch die weitere Füllung des Behälters 14
durch das Rohr 18. Beim Abziehen durch den Hahn 17 wird der Behälter 15 sowohl.
aus dem Behälter 14 als auch aus der Zufuhrleitung 6 nachgefüllt.
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Es kann natürlich geschehen, daß auch kaltes Wasser durch den Hahn
12 (16, 17) abfließen kann, nämlich dann, wenn der Behälter 1 (1q., 15) mit kaltem
Wasser gefüllt ist. Solange die Zufuhr von Warmwasser zu den Behältern größer ist
als die Abzapfung, wird dies ,aber nicht geschehen.
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Bei Anordnung von mehreren Wasserbehältern sammelt sich das heißeste
Wasser im obersten Behälter, während in den unterbelegenen Behältern die Wassertemperatur
stufenweise niedriger ist.
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Die Erfindungsidee kann auch für den Fall verwendet werden, daß der
Ablauf aus dem oder den Behältern eine mechanische Gegendruckvorrichtung, z. B.
ein Reduktionsventil, enthält, wodurch erreicht wird, daß Wasser unter größerem
Druck aus dem oder den Behältern gezogen werden kann, Die Erfindung ist nicht nur
auf :die Verwendung in Verbindung mit periodisch betriebenen Absorptionskühlanlagen
beschränkt, sondern sie kann im allgemeinen da verwendet werden, wo es erwünscht
sein kann, aus einer Flüssigkeitsleitung von schwankender Temperatur den heißen
oder heißeren Teil dieser Flüssigkeit zu akkumulieren. Beispielsweise kann die Anordnung
bei einer Badeanstalt oder einer Wäscherei derart verwendet werden, daß man das
heißere Abwasser in Behältern akkumuliert, durch welche die Zufuhrleitung für die
Warmwasserleitung führen kann.