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Anordnung an Heißwasserspeichern und Wasserheizungsvorrichtungen Es
ist ein Heißwasserspeicher bzw. eine Wasserheizvorrichtung bekanntgeworden, bei
welcher in dem Expansionsrohr zwischen dem Speicher und dem Expansionsgefäß ein
Ausgleichsgefäß angeordnet ist. Die Einschaltung des Gefäßes hat den Zweck, die
Temperatur in dem Expansionsgefäß gegenüber derjenigen in dem Speicher derart tief
zu halten, daß dieser mit einer Temperatur entsprechend dem Siedepunkt des Wassers
bei dem Druck betrieben werden kann, der am höchsten Punkt unter dem statischen
Überdruck herrscht, welcher dadurch hervorgerufen wird, daß das Expansionsgefäß
höher als der Speicher angebracht ist.
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.\us konstruktiven Gründen «erden die Speicher vorzugsweise aufrecht
stehend gebaut. Es ist jedoch oft schwierig. <las l:xpattsiottsgef<iß in genügender
Il('ilie anzubritwen, um den erforderlichen ltlterdruck zu erreichen. Ein Speicher
mit einem Fassungsvermögen von iooooo 1 wird etwa io m hoch. Wünscht man beispielsweise
eine Temperatur von i20° im Speicher, muß das Expansiönsgefäß mehr als io m über
den höchsten Punkt des Speichers angebracht werden. Das Gehäuse muß somit eine Höhe
von mehr als 20 m haben. Die Speicher werden jedoch oft in niedrigen Fabrikgebäuden
benutzt und in diesen Fällen ist es vorteilhaft, wenn der Speicher mit ainer höheren
Temperatur betrieben werden kann als der Temperatur, die dem Überdruck am oberen
Teil entspricht, und zwar ohne die Ausführung zu komplizieren.
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Dieser Anforderung wird gemäß der Erfindung dadurch nachgekommen,
daß bei einem Heißwasserspeicher mit hochgelegenem Ausdehnungsgefäß das l;xl)attsiott.roltr,
welches in dem zum Speicher fi:ihrenden
Rohrteil ein eingebautes
Ausgleichsgefäß hat, als Oberlaufrohr in Bezug auf den Speicher ausgebildet ist.
Zweckmäßig ist das von dem oberen Teil des Speichers nach unten, gerichtete Expansionsrohr,
an dessen tiefster Stelle sich das Aüs-,;leichsgefäß 4findet, innerhalb des Speichers
angeordnet und auch in den unteren Teil nächst drein` Boden des Speichers verlegt.
Zufolge dieser Ausbildung kann der Speicher auf eine Temperaturgeheizt werden, die
dem statischen Druck in .'dein niedrigsten Teil des Expansionsgefäßes entspricht,
der durch die Höhe des Expansionsgefäßes über. diesem Punkt hervorgerufen wird,
ohne daß an irgendeiner Stelle des Speichers eine stärkere Dampfentwicklung eintritt,
als erforderlich ist, um diese Wirkung zu erreichen.
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Die neue Ausbildung und ihre Wirkungsweise ist. nachstehend an Hand
der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt Fig. i eine Darstellung der Gesamtanordnung,
Fig. 2 und 3 zwei Ausführungsformen des Ausgleichsgefäßes und und 3 zwei weitere
abgewandelte Gesamtanordnungen.
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En der Zeichnung bezeichnet a den Speicher, der in bekannter Weise
durch eine Dampfbatterie, einen elektrischen Heizkörper, einen Kessel oder eine
andere Heizungsvorrichtung geheizt werden kann; b bezeichnet eine Heizspirale zur
Alleitung der Wärme von dein Speicher; c bezeichnet das Expansionsgefäß, e das Verbindungsrohr
zwischen dem oberen Teil des Speichers und einen Behälter d, der in dem Expansionsrohr
e angebracht ist, f bezeichnet <las Expansionsrohr von dem Behälter d zu dem
1?xl>aiisionsgefäß, g bezeichnet das Überlaufrohr und i ein Luftrohr. Das Expansionsgefäß
befindet sich in einer Höhe h über dem Speicher und in einer Höhe H über dem Boden
des Speichers.
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Bei Beginn der Aufheizung des Speichers a ist die Wirkungsweise die
gleiche wie diejenige der bekannten Einrichtung. Aber auch dann, wenn .der Speicher
nicht mit einer höheren Temperatur betrieben \verden soll, als der Druckhöhe
lt entspricht, bietet die neue Ausführung in vielen Fällen eine Reibe von
Vorteilen, da bei der besonderen Anordnung des Verbindungsrohres e der Speicher
gefüllt wird, ohne daß ein besonderes Entlüftungsventil an dem Speicher vorgesehen
sein muß. Da weiterhin das Rohr e in dem Speicher über dessen Boden liegt.; wo die
Temperatur niedriger ist als oben, wird das heil.ie \\'asser auf eine etwas niedrigere
Temperatur gekühlt, ehe es iin den Behälter d eingedrückt wird, als hei außen liegendem
Rohr. Der Behälter d kann somit mit etwas geringerem Rauminhalt ausgeführt werden.
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Wenn die Temperatur des Wassers in dem Speicher a eine Höhe erreicht
hat, die der Druckhöhe 1a entspricht, und dieselbe übersteigt, entwickelt sich Dampf
im Speicher a. Die Dampfentwicklung erfolgt oben im Speicher, wo der Druck niedriger
ist als unten. Der Dampfdruck treibt das Wasser in dem Rohr e nach unten, wodurch
sich der Druck in dein Speicher a entsprechend der Höhe der Flüssigkeitssäule' vergrößert,
'. d:e aus dem Röhr e. verdrängt wird. Der Druck an dem Flüssigkeitsspiegel im Verbindungsrohr
e wird nämlich bald dem statischen Druck zavisehen dem Expansionsgefäß c und dem
Fllis'sigkeitss'piegel entsprechen, und der gleiche Druck herrscht oben in dem Speicher
wegen des 'olYen im Rohr e vorhandenen Dampfkissens, das als gechtslos betrachtet
werden kann.
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Man erreicht somit den Druck Il oben im Speicher, wenn das Wasser
aus dem aufrecht stehenden Teil des Rohres e herausgepreßt ist, und der Speicher
kann mit einer Druckhöhe 1I statt der Höhe 1i betrieben werden.
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Wenn die Temperatur diejenige Temperatur überschritten hat; äie: der
.Höhe h entspricht, wird die Volumenvergrößerung des Wassers bei steigender Temperatur.
von dem Rohr e aufgenommen, da das Wasser über die Kante des Rohres e strömt und
dem Wasser zufließf, das weiter unten iii dem Rohr e vorhanden ist. Somit wird ständig
Wasser immer höherer Temperatur in das Gefäß d gedrückt. Das Gefäß d muß daher so
niedrig angebracht werden, daß sein oberer Teil so hoch liegt, daß das Wasser wegen
des niedrigen statischen Druckes bei der höchsten Temperatur zum Sieden gebracht
wird, wodurch- das Wasser aus dem Rohr e wieder ausgepreßt wird.
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Bei sinkender Temperatur im Speicher a steigt die Wassersäule im Rohr
e an. Das Wasser im Speicher sinkt durch die Volumenverringerung etwas unterhalb
der Mündung des Rohres e. Ist die Temperatur im Speicher a auf eine Temperatur abgesunken,
die der Höhe h entspricht, dann ist die ganze Dampfmenge im Rohr e und im oberen
Teil des Speichers a verdichtet, und das ganze System ist mit Wasser gefüllt.
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Die gleiche Wirkung wird erreicht, wenn das Rohr e außerhalb des Speichers
a liegt. Wenn jedoch das Rohr e in dem heißen Wasser liegt, entfällt die Wärmeisolation
für das Rohr e. Ferner, wird das Wasser im Rohr e im wesentlichen die gleiche Temperatur
wie der Dampf haben, so daß Wasserschläge durch plötzliches Kondensieren vermieden
werden.
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Bei der bekannten Ausführungsform wird auch bei Übertemperatur im
Speicher a das Wasser in das Expansionsgefäß gedrückt und vergrößert hierdurch den
Druck, wobei außerdem das Expatisiönsgefäßdementsprechend bemessen werden muß. Bei
der neuen Ausbildung ist die Wassermenge, die in das Expansionsgefäß gedrückt wird,
wegen der Dampfentwicklung nur gleich dem Volumen des aufrecht stehenden freien
Endes des Rohres e. Diese Wassermenge ist verhältnismäßig gering.
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Wenn der Behälter d so niedrig gemacht werden muß, daß der Querschnitt
sehr groß sm Verhältnis zu der Höhe wird, wird die gewünschte Schicht-Bildung des
Wassers in demselben bei großem Unterschied zwischen der Temperatur unten und oben
schlechter. Um dieses Verhältnis zu verbessern, kann das Gefäß mit Trennwänden,
wie in Fig. 2 gezeigt, versehen werden. Das Gefäß kann auch, wie in Eig. 3 gezeigt,
mit senkrechten Trennwänden ausgeführt werden, wobei die Temperatur vom einen
| I:n(le rum anderen reduziert wird. Die Trennwände |
| sollen in <Juni letzten Falle vorzugsweise aus schlecht |
| @@:irmeleiten(leni Material ausgeführt «erden. |
| Wenn .die örtlichen Verhältnisse es gestatten, |
| kaum (las bohr t, tiefer geführt «erden als der Boden |
| des Streicher: a (Iig. 4). 1 )er Speicher kann dann |
| mit (ürier Temperatur lbetrieben werden, die der |
| I 1ülie /I entspricht, (l. 1i. der Höhenunterschied zwi- |
| schen (lein I-.xl)ansirnisgef:il.i und (lern tiefsten funkt |
| des Rollres r, das irr dienern Fall tiefer liegt als der |
| Hoden (ICs Speichers. |
| Fig. 3 zeigt eine Anordnung, bei welcher ein noch |
| größerer Druck dadurch erreicht wird, (laß zwei |
| Oder mehrere Dampfsäulen benutzt werden. Hier ist |
| die Anlage mit einem weiteren Gefäß ! versehen, das |
| in iiliiiliclier Weise wie (las Gefäß d wirkt. Diese |
| beiden (fefiil.te d. und ! sind durch ein Rohr
k ver- |
| bunden, (las in (tun olleren Teil des Speichers reicht, |
| w() das holir l,- wie ein Hogen od. dgl. geformt ist. |
| I)as (iefül.l (l nitiß einen s(> großen Rauminhalt haben, |
| daß (las Wasser, (las in (las Rohr k hineingedrückt |
| wird, eine so niedrige Temperatur erhält, daß es |
| nicht bei (lern niedrigeren Druck kocht, der oben in |
| (lein kolir herrscht. Wenn dann das Wasser bei stei- |
| geirder Temperatur atis (lern Rohr e gedrückt wird, |
| wird es unter (ler Voraussetzung, (laß der Teil des |
| Rohres k, der irn oberen "heil des Speichers einen |
| logen bildet, eine ausreichende Oberfläche hat, ver- |
| dampfen. Der Druck und die Temperatur im Spei- |
| cher sind größer als clcr Druck in dem Rohrbogen, so |
| (laß liier die Dainpferitwicklung eintritt, bevor die |
| Temperatur im lZohrbogen die Temperatur des |
| oberen "Teils des Speichers erreicht hat. Das Wasser, |
| (las in den IZolirbogeu aus dem Gefäß d gedrückt |
| wird, trat eitre zu niedrigeTemperatur, um zu sieden, |
| bevor es die höhere Temperatur erreicht, die in dem |
| kohrbogen des Rohres k herrscht. Der sich ent- |
| @@ ickeln(le Dampf druckt daher das Wasser abwärts |
| in (lenjcnigeu Teil den Rohres k, der mit (lern Ge- |
fäß d verbunden ist. Um eine noch günstigere Wirkung zu erreichen, kann auch dieser
abwärts gerichtete 'feil des Rohres in die heiße Wassermasse (e-3 Speichers verlegt
werden. Durch die Bildung der relativ gewichtslosen Dampfsäule im Rohr k neben der
Dampfsäule im Rohre e erreicht man oben im Speicher den Druck
H + Ir=" und
der Speicher kann auf eine Temperatur geheizt werden, die diesem Druck entspricht.
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Bei allen Ausführungsformen nach der Erfindung kann über der Stelle,
an welcher das Expansionsrohr e ausmündet, ein :Mantel rings um das freie Ende des
Rohres angeordnet werden (Dampfdom), das dann mehr oder weniger Tiber den Speicher
hinausreichen kann.