DE712558C - Waermeaustauscher, insbesondere fuer Fluessigkeitserwaermung - Google Patents

Description

• Wärmeaustauscher, insbesondere für Flüssigkeitserwärmung Bekannt sind Wärmeaustauscher zum Austausch der Wärme zwischen Heizdampf oder Heizwasser und einer anderen Flüssigkeit, z. B. Gebrauchswarmwasser, bei denen die Heizflüssigkeit oder die anzuwärmende Flüssigkeit durch enge Rohre geleitet wird, die an der Außenseite von der anderen Flüssigkeit umgeben sind. Hierbei macht die - Reinigung Schwierigkeiten, die Rohre werden angefressen und müssen daher trotz der geringen Druckunterschiede zwischen der Außen- und Innenseite der. engen Rohre übermäßig dickwandig ausgebildet sein.
• ' Bekannt sind auch Wärmeaustauscher mit einer Reihe gleichachsig ineinandergesteckter liegender Zylinder, die paarweise abwechselnd an ihren Enden zu Ringräumen zusammengeschlossen und mit einem Flansch zwischen Endteilen eines Kessels und Deckels befestigt sind. Um die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit zu erhöhen, sind schon symmetrisch zur Mittelachse des Wärmeaustauschers besondere zylindrische Trennwände in alle einzelnen Ringräume eingebaut worden. Infolge des Vorhandenseins dieser Trennwände führen die Flüssigkeiten sowohl eine Hinundherbewegung als auch eine Aufwärtsbewegung in den gebildeten Zylinderschalen aus. Da das Kühlwasser dabei in der Mitte des Wärmeaustauschers abgezogen wird, -%iollführt es in der oberen Hälfte des Wärmeaustauschers 'keine geregelte Strömung entsprechend einer temperaturmäßigen Schichtung. Die obere Hälfte des Wärmeaustauschers trägt daher zur Wärmeübertragung nur wenig bei. Es besteht auch die Gefahr, daß sich in der oberen Hälfte des W ärmeaustauschers wegen des Fehlens einer kräftigen Strömung Luftsäcke bilden. Die bekannte Ausführungsform verhütet also nicht die Bildung von Luftsäcken und damit die Korrosionsgefahr. Sie ist außerdem noch kostspielig. Der Wärmeaustausch geht auch nicht an allen Stellen in günstigem Gegenstrom vor sich.
• Bei ähnlichen Ausführungsformen stehen die ineinandergesteckten Wärmedurchgangszylinder senkre-htaclisig, und die Flüssigkeitsströme laufen waagerecht. Hierbei muß der Flüssigkeitsstrom künstlich erzeugt werden, und es besteht außerdem die Gefahr der Bildung von Luftsäcken.
• Die Erfindung bezieht sich auf einen ähnlichen Wärmeaustauscber mit ineinandergesteckten liegenden Wärmedurchgangszylindern, die paarweise abwechselnd an ihren Enden zu Ringräumen zusammengeschlossen und mit einem Flansch zwischen Endteilen an das Außengehäuse eingeschaltet sind, und das Wesentliche besteht darin, daß zur Aufrechterhaltung temperaturmäßiger Schichtung in bekannter Weise die kälteren Anschlüsse unten und die wärmeren oben angebracht und die Wasserräume zwischen ihnen in den vollen Querschnitten zwischen den Wärmedurchgangszvlindern frei sind. Zusätzliche Trennwände fallen dabei vollständig fort, so daß geringstmögliches Gewicht und einfache Herstellung erreicht wird.
• Wegen des ununterbrochenen Temperaturanstieges von unten nach oben entwickelt sich beim Erfindungsgegenstand eine geregelte Strömung des die zylindrischen Schalen von unten nach oben durchströmenden zu erwärmenden Wassers und des von oben nach unten strömenden heizenden Wassers, ähnlich wie dies bei Zimmerheizkörpern einer Warmwasseranlage der Fall ist. Unter dem Einfluß der verschiedenen Dichten wählt das sich nur langsam bewegende Wasser (oder sonstige Mittel) nicht die kürzeste Verbindung zwischen Eintritt und Austritt, sondern es erfüllt den ganzen ihm gebotenen Strömungsweg, d. h. es erfüllt die gesamten zylindrischen Schalen und strömt in diesen nach oben bzw. nach unten. Der reine Gegenstrom, der sich hierbei in besonders vollkommenem Maße ergibt, bewirkt einen sehr wirksamen Wärmeaustausch mit geringen Temperaturgefällen zwischen den beiderseitigen Höchsttemperaturen, und zwar selbst bei kurzzeitiger sehr starker Entnahme von Gebrauchsflüssigkeit, weil dqrch die Großraumausbildung und die infolgedessen bestehenbleibendeWasserschichtung erst nach völliger Entleerung des Wärmeaustauschers kalte Gebrauchsflüssigkeit in die Entnahmeleitung gelangen kann. Der neue Wärmeaustauscher ist zur Reinigung oder Auswechselung von Teilen auch leicht zugänglich und läßt sich auch ohne Schwierigkeit im Verhältnis zum Durchmesser ziemlich kurz herstellen, so daß er auch in engen Räumen bequem- unterbringbar ist. Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel und in einer Anwendungsform, und zwar ist Abb. i Längsschnitt eines Warmwasserbereiters, Abb. 2 Ansicht eines Wärmespeichers in einer Sammelheizung mit mehreren Warmwasserbereitern der neuen Art.
• Nach _ Abb. i ist ein Wärmeaustauscrereinsatz ausgebildet, indem an einem Flansch i ein Blechzylinder 2 angeschweißt ist, mit dessen entgegengesetztem Ende wiederum ein etwas engerer Blechzylinder 3 verschweißt ist, und so fort bis zu einem innersten Blea:zylinder .f, der durch einen Boden 5 geschlossen ist. Dieses Ganze ist von einem Kessel 6 mit Boden 7 und Befestigungsflansch 8 auf der einen Seite und einem Deckel 9 mit Flansch io auf der anderen Seite umschlossen. Der Flansch i des Einsatzes ist dabei unter Zwischenlage von Dichtungsringen zwischen den Flanschen 8, io mittels Schraubenbolzen eingespannt. Ein obenliegender Zulaufstutzen ii und untenliegender Ablaufstutzen 12 des Kessels 6 dienen zum Einschalten des größeren rechten Wärmeaustauscherraumes z. B. in den Heizwasserkreis eines Heizkessels. Stutzen 13 und 14. des Deckels 9 dienen zum Zuführen und Abführen des zu erwärmenden Nutzwassers, das unmittel-, bar aus dem Wasserleitungsnetz entnommen wird.
• In dem linksseitigen Wasserraum steigt das Nutzwasser langsam auf, so daß es genügend Zeit hat zum Eindringen bis in die von den Zylindern gebildeten Ringräume. Ein Schirm 17 hinter dem Einlaßstutzen soll das einströmende Wasser in die Ringräume lenken. Im Falle, daß das Nutzwasser mit großer Geschwindigkeit fließt, erfolgt die Zufuhr des Nutzwassers (oder sonstigen Mittels) zu den hinteren Zylinderräumen durch das strichpunktiert gezeichnete Zuleitungsrohr 15 an der rechten Seite des Nutzwasserraumes. In diesem Falle können dann zweckmäßig auch einzelne kurze Stutzen gegeneinander versetzt je zwei benachbarte hintere Enden vier Zvlinderräume miteinander verbinden, wie bei 16 angedeutet. Ein Schirm 17 am Deckel 9 ergibt fast immer eine einwandfreie Wasserführung.
• Nach Abb.2 ist ein Wärmespeicher 18 an die Vorlaufleitung i9 und Rücklaufleitung 20 eines Heizkessels angeschlossen und enthält somit einen vorgewärmten Wasservorrat. An die Vorlaufleitung 19 und Rücklaufleitung 20 sind ferner in etwas größerer Höhenlage als der Behälter 18 mehrere Wärmeaustauscher 6 gemäß der Erfindung angeschlossen, so daß durch Thermosyphonumlauf die Wasserinhalte in diesen ebenfalls auf der Temperatur des Speicherbehälters 18 bleiben. Die Gebrauchswasserstutzen 13, 14 der Wärmeaustauscher 6 sind zu Sammelrohren 21, 22 vereinigt. Sicherheitsventile 23 sichern jeden Wärmeaustauscher 6 gegen übermäßige Drucksteigerung auf der Gebrauchswasserseite für den Fall, daß er durch Absperrventile für sich abgesperrt ist, z. B. um auseinandergenommen zu werden. Wenn nämlich dieses Absperren bei kaltem Zustande erfolgt und dann inzwischen aufgeheizt wird, muß das sich ausdehnende Gebrauchswasser Raum erhalten. Eine solche Anlage ist selbst in engen Heizkellern gut unterbringbar, weil bei Instandsetzungsarbeiten für ein Auseinandernehmen der einzelnen Wärmeaustauscher nur wenig Platz erforderlich ist

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Wärmeaustauscher, insbesondere für Flüssigkeitserwärmung, mit einer Reihe im wesentlichen gleichachsig ineinandergesteckter, liegender Wärmedurchgangszylinder, die paarweise abwechselnd an ihren Enden zu Ringräumen zusammengeschlossen und mit einem Flansch zwischen Endteilen eines Außengehäuses eingeschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufrechterhaltung temperaturmäßiger Schichtung in bekannter Weise die kälteren Anschlüsse (12, 13) unten und die wärmeren (11, 14) oben angebracht und die Wasserräume zwischen ihnen in den vollen Querschnitten zwischen den Wärmedurchgangszylindern frei sind.
2. 2..Wärmeaustauscher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei besonders engräumiger Ausgestaltung des nach dem Deckel (g) zu gelegenen Raumes ein Zulaufrohr (15) an der vom Deckel entferntest liegenden Stelle des äußersten Ringraumes angeschlossen ist und gegebenenfalls noch die vom Deckel entferntest liegenden Stellen der übrigen Ringräume durch gegeneinander versetzte Rohrstutzen (16) untereinander verbunden sind.
3. 3. Wärmeaustauscher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schirm (17) hinter -dem Zulaufstutzen (13) angebracht ist, durch welchen das in den Deckel einfließende Wasser in die Ringräume abgelenkt wird. q.. Wärmeaustauscher nach Anspruch i bis 3 für Wassererwärmung mit Speicherbetrieb, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere nebeneinander geschalteterWärmeaustauscher mit dem einen ihrer Räume im Nebenschluß zu einem Speicher liegen, und zwar mit genügender Höhenlage zur Erzeugung von selbsttätigem Wasserumlauf.