DE9301606U1 - Heat generator for water heating and heating operation - Google Patents
Heat generator for water heating and heating operationInfo
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Abstract
Description
(16 908)(16 908)
Die Neuerung betrifft einen Wärmeerzeuger für Warmwasserbereitung und Heizbetrieb gemäß Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche 1, 4 und 9.The innovation relates to a heat generator for hot water preparation and heating operation according to the generic term of the independent claims 1, 4 and 9.
Wärmeerzeuger dieser Art sind bspw. dem DE-GM 91 16 438 und nach der DE-OS 39 06 715 bekannt. Ganz allgemein werden Wärmeerzeuger der gattungsgemäßen Art, sofern diese nicht mit einer elektrischen Heizeinrichtung versehen sind, in der Regel mit Rohrschlangen ausgestattet, die mit dem Vor- und Rücklaufanschluß eines Heizkessels verbunden und in der Nähe des Heizkessels aufgestellt oder unmittelbar mit diesem kombiniert sind.Heat generators of this type are known, for example, from DE-GM 91 16 438 and DE-OS 39 06 715. In general, heat generators of this type, unless they are equipped with an electric heating device, are usually equipped with pipe coils that are connected to the flow and return connections of a heating boiler and are installed near the heating boiler or are directly combined with it.
Für Wohnraumheizungen, und zwar insbesondere für vollwärmegedämmte kleinere Eigenheime weist die Tendenz einerseits in Richtung auf Heizkessel mit kleiner Leistung, andererseits wird man in bezug auf Warmwasserbereitung bzw. Bereithaltung von warmem Brauchwasser immer anspruchsvoller, d.h., es liegen zwei im Grunde entgegengesetzte Tendenzen vor, denen nur mit einem relativ großen apparativen Aufwand Rechnung getragen werden kann, wie dies der Heißwasser-Heizkessel nach der DE-OS 39 06 715 zeigt, bei dem, abgesehen von seiner Großvolumigkeit, das Heizungswasser eine entsprechend groß dimensionierte Rohrwendel als Durchlauferhitzer durchströmt. Im übrigen soll mit diesem Heißwasser-Heizkessel nicht der erwähntenFor residential heating systems, and in particular for fully insulated smaller private homes, the trend is on the one hand towards boilers with low output, and on the other hand, people are becoming more and more demanding with regard to hot water preparation or the provision of hot domestic water, i.e. there are two basically opposing trends that can only be taken into account with a relatively large amount of equipment, as is shown by the hot water boiler according to DE-OS 39 06 715, in which, apart from its large volume, the heating water flows through a correspondingly large-sized coiled pipe as a continuous flow heater. Furthermore, this hot water boiler is not intended to meet the aforementioned
Tendenz Rechnung getragen, sondern es soll die Verkalkung von Brauchwasserdurchlaufschlangen verhindert werden, was einfach dadurch erreicht werden soll, daß das Heizungswasser, wie erwähnt, durch eine Rohrschlange geleitet wird. Der vorerwähnten Tendenz ist im Vergleich zu diesem Kessel mit einem Wärmeerzeuger nach dem DE-GM 91 16 438 wesentlich besser Rechnung getragen, dies allerdings unter Inkaufnahme einer relativ aufwendigen Konstruktion der Heizgasführung und der Ausbildung einer ausreichend großen Warmeubertragungs fläche.The tendency is not taken into account, but the calcification of service water flow coils is to be prevented, which is to be achieved simply by the heating water being passed through a pipe coil, as mentioned. The aforementioned tendency is taken into account much better in comparison to this boiler with a heat generator according to DE-GM 91 16 438, although this is at the expense of a relatively complex construction of the heating gas duct and the creation of a sufficiently large heat transfer surface.
Der Neuerung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, und zwar ebenfalls unter Beachtung der oben erwähnten an sich entgegengesetzten Tendenz einen kompakten und möglichst kleinvolumigen konstruktiv einfachen Wärmeerzeuger zu schaffen, der primär die Funktion der Warmwasserbereitung und -bereithaltung zu erfüllen vermag, der aber andererseits und damit sekundär auch die Funktion eines Heizkessels übernehmen kann, was mit einfachen Mitteln durch entsprechende Umbildung herkömmlicher Wärmeerzeuger erreichbar sein soll, verbunden mit der Maßgabe, dabei die Heizgasführung mit einer möglichst großen Wärmeübertragungsfläche auszustatten.The innovation is therefore based on the task of creating a compact and structurally simple heat generator with as little volume as possible, taking into account the above-mentioned essentially opposing tendency, which is primarily able to fulfil the function of preparing and maintaining hot water, but which on the other hand and thus secondarily can also take on the function of a heating boiler, which should be achievable with simple means by appropriately modifying conventional heat generators, combined with the requirement that the heating gas duct is equipped with the largest possible heat transfer surface.
Diese Aufgabe ist mit einem Wärmeerzeuger der gattungsgemäßen Art nach der Neuerung durch die in den Kennzeichen der unabhängigen Ansprüche 1, 4 und 9 angeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sichThis object is achieved with a heat generator of the generic type according to the innovation by the features listed in the characteristics of the independent claims 1, 4 and 9. Advantageous further developments result
nach den jeweiligen Unteransprüchen. Auch hierbei ist also gewissermaßen ein Kleinheizkessel (Leistungsgröße bspw. im Bereich von ca. 12 bis 20 KW) in Form einer einfachen Heizgasführung in einem sonst üblichen Behälter mit bspw. nur 100 bis 160 ltr. Inhalt für die Warmwasserbereitung integriert, dessen Volumen wesentlich größer ist als der von der Heizgasführung beanspruchte Raum, wobei aber die Heizgas führung im einen Fall durch die Verwendung eines Rohrregisters und im anderen Fall durch die Fortsetzung der auch hier voll im Behälter integrierten Brennkammer in Form eines zweiten Teiles der Heizgasführung, der eine wesentlich größere Ubertragungsfläche als der erste Teil hat.according to the respective subclaims. Here, too, a small heating boiler (output size, for example, in the range of approx. 12 to 20 KW) in the form of a simple heating gas duct is integrated in an otherwise conventional container with, for example, only 100 to 160 litres of content for hot water preparation, the volume of which is significantly larger than the space taken up by the heating gas duct, whereby the heating gas duct is in one case through the use of a pipe register and in the other case through the continuation of the combustion chamber, which is also fully integrated in the container in the form of a second part of the heating gas duct, which has a significantly larger transfer area than the first part.
Die Herstellung aller drei Arten der Heizgasführungen ist dabei denkbar einfach, da diese als vorfertigbare Baueinheiten ebenso einfach in den Behälter integriert werden können, was noch näher erläutert wird.The production of all three types of heating gas ducts is extremely simple, since they can be easily integrated into the container as prefabricated units, which will be explained in more detail below.
Für die zweite Lösung wird die große Warmeubertragungsfläche des zweiten Teiles vorteilhaft dadurch erreicht, daß dieser in Form einer schraubenlinienförmig gewendelten Leitung ausgebildet ist und für die dritte Lösung durch ein Rohrregister, das sich über die ganze Länge des Behälters erstreckt.For the second solution, the large heat transfer surface of the second part is advantageously achieved by designing it in the form of a helically wound pipe and for the third solution by a pipe register that extends over the entire length of the container.
Die neuartigen Ausführungsformen des Wärmeerzeugers werden nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung vonThe new designs of the heat generator are described below using the graphic representation of
drei Ausführungsbeispielen, die auch die vorteilhaften Ausgestaltungen mit enthalten, näher erläutert.three embodiments, which also contain the advantageous configurations, are explained in more detail.
Es zeigt schematischIt shows schematically
Fig. 1 im Schnitt eine Ausführungsform des Wärmeerzeugers verbunden mit einem Heizungskreis;Fig. 1 shows a cross-section of an embodiment of the heat generator connected to a heating circuit;
Fig. 2 im Schnitt eine andere Ausführungsform des Wärmeerzeugers undFig. 2 shows a section through another embodiment of the heat generator and
Fig. 3 im Schnitt eine weitere Ausführungsform des Wärmeerzeugers .Fig. 3 shows a further embodiment of the heat generator in section.
Alle drei Aus führungs formen der Wärmeerzeuger für Warmwasserbereitung und Heizbetrieb bestehen grundsätzlich aus einem im wesentlichen zylindrischen, vertikalen Behälter 1 mit Kalt- und Warmwasseranschlüssen 2, 3, mit Heizungsvor- und -rücklaufanschlüssen 6, 8 und mit einer im Behälter angeordneten Heizeinrichtung 4 aus einer brennerbestückten, im Behälter 1 zentrisch angeordneten Heizgasführung 5'.All three embodiments of the heat generators for hot water preparation and heating operation basically consist of an essentially cylindrical, vertical container 1 with cold and hot water connections 2, 3, with heating flow and return connections 6, 8 and with a heating device 4 arranged in the container from a burner-equipped heating gas guide 5' arranged centrally in the container 1.
Für die Aus führungs form nach Fig. 1 ist dabei die Kombi-, nation folgender Elemente wesentlich:For the embodiment according to Fig. 1, the combination of the following elements is essential:
Im Behälter 1 ist zentrisch ein oben und unten verschlossenes, das Wärmeträgermedium führendes, oben mit dem Heizkreisvorlaufanschluß 6 und unten mit dem Heizkreisrücklauf anschluß 8 versehenes Rohr 5 angeordnet. In diesem wasserführenden Rohr 5 ist eine sich im wesentlichenIn the container 1, a pipe 5 is arranged centrally, which is closed at the top and bottom and carries the heat transfer medium, is provided with the heating circuit flow connection 6 at the top and the heating circuit return connection 8 at the bottom. In this water-carrying pipe 5, a substantially
in der oberen Hälfte des Rohres 5 erstreckende Sturzbrennkammer 7 als oberer Teil der Heizgasführung 5' angeordnet. Zwischen dem Boden der Sturzbrennkammer 7 und dem unteren Verschluß 9 des Rohres 5 ist als zweiter Teil der Heizgasführung 5' ein Rohrregister aus mehreren, sich vertikal erstreckenden Einzelrohren 5" angeordnet, die in eine unter dem Verschluß 9 angeordnete Abgassammelkammer 10 mit Abgasanschlußstutzen 11 ausmünden, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel vom Heizkreisrücklaufanschluß 8 durchgriffen wird und mit einem Kondensatablaufanschlußstutzen 11' versehen ist. Außerdem ist, wie dargestellt, im interen Teil des Behälters 1 eine mit dem Vorlaufanschluß 6 verbundene mehrgängige Leitungswendel 12 angeordnet und diese mit ihrem anderen Ende an das Rohr 5 angeschlossen.in the upper half of the pipe 5, the tumbled combustion chamber 7 is arranged as the upper part of the heating gas guide 5'. Between the bottom of the tumbled combustion chamber 7 and the lower closure 9 of the pipe 5, a pipe register made up of several vertically extending individual pipes 5" is arranged as the second part of the heating gas guide 5', which open into an exhaust gas collection chamber 10 arranged under the closure 9 with an exhaust gas connection piece 11, which in the embodiment shown is penetrated by the heating circuit return connection 8 and is provided with a condensate drain connection piece 11'. In addition, as shown, a multi-turn line coil 12 connected to the flow connection 6 is arranged in the inner part of the container 1 and is connected with its other end to the pipe 5.
Der zu dieser Leitungswendel 12 vom Vorlauf aus führende Leitungsstrang des angeschlossenen Heizkreises ist mit einer Pumpe 16 versehen, die dann bei abgeschalteter Pumpe 17 im eigentlichen Heizkreis dann in Gang gesetzt wird, wenn ein hoher Brauchwasserbedarf besteht.The line of the connected heating circuit leading to this pipe coil 12 from the flow line is provided with a pump 16, which is then started when the pump 17 in the actual heating circuit is switched off when there is a high demand for domestic water.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, besteht auch dieser Wärmeerzeuger aus einem im wesentlichen zylindrischen, vertikalen Behälter 1 mit Kalt- und Warmwasseranschlüssen 2, 3, mit Heizungsvor- und -rücklaufanschlüssen 6, 8 und mit einer im Behälter angeordneten Heizeinrichtung 4 aus einer brennerbestückten, im Behälter 1 zentrisch angeordne-As can be seen from Fig. 2, this heat generator also consists of a substantially cylindrical, vertical container 1 with cold and hot water connections 2, 3, with heating flow and return connections 6, 8 and with a heating device 4 arranged in the container consisting of a burner-equipped, centrally arranged in the container 1.
ten Heizgasführung 5'. Hierbei ist jedoch die Heizgasführung 5' aus einem bis in den oberen Bereich 1' des Behälters 1 vertikal erstreckten Teil I und aus einem sich daran anschließenden, im unteren Bereich 1" des Behälters 1 aus diesem herausgeführten und eine in bezug auf den Teil I wesentlich größere Wärmetauschfläche aufweisenden Teil II gebildet, wobei im wesentlichen die untere Hälfte H des Teiles I als Brennkammer 7 ausgebildet und in dieser der Brenner 13 mittig und vertikal nach oben orientiert angeordnet ist. Im oberen Bereich 1' des Behälters 1 ist über den beiden Teilen I, II ein wärmeträgerführender Wärmetauscher 14 mit seinen aus dem oberen Bereich 1' herausgeführten Vor- und Rücklaufanschlüssen 6, 8 angeordnet .heating gas guide 5'. However, the heating gas guide 5' is made up of a part I that extends vertically into the upper area 1' of the container 1 and of a part II that adjoins it and leads out of the container 1 in the lower area 1" and has a heat exchange surface that is significantly larger than part I, with the lower half H of part I essentially being designed as a combustion chamber 7 and the burner 13 being arranged in the middle and oriented vertically upwards in this. In the upper area 1' of the container 1, a heat exchanger 14 that carries heat transfer medium is arranged above the two parts I, II with its flow and return connections 6, 8 leading out of the upper area 1'.
Dargestellt ist diese Ausführungsform mit folgenden vorteilhaften Ausgestaltungen:This embodiment is shown with the following advantageous configurations:
Die Brennkammer 7 besteht hierbei aus einem im Querschnitt halbkugelförmigen Teil 7' und aus einem sich daran anschließenden, sich nach oben verjüngenden Teil 7", wodurch sich, in Draufsichtsprojektion gesehen, eine direkt nach oben wirksame Übertragungsfläche ergibt und, ein ebenfalls halbkugelförmiger Strahlungsbrenner 13 zur Anwendung gebracht werden kann, der, wie bekannt, eine praktisch schadstofffreie Verbrennung gewährleistet.The combustion chamber 7 consists of a part 7' with a hemispherical cross-section and an adjoining part 7" which tapers upwards, which, when viewed in plan view, results in a transfer surface which acts directly upwards and, a radiation burner 13 which is also hemispherical can be used, which, as is known, ensures combustion which is practically free of pollutants.
Ferner ist der zweite Teil II der Heizgas führung 5' aus einer schraubenlinienförmig gewendelten Leitung 15 gebil-Furthermore, the second part II of the heating gas guide 5' is formed from a helically wound line 15.
det, wodurch sich eine sehr lange bzw. sehr große Nachschaltheizfläche ergibt, die vom Anschluß am Teil I aus bis zjum nicht dargestellten Abgasanschluß ein stetiges Gefalle aufweist, so daß in gleicher Strömungsrichtung Kondensat abfließen kann.This results in a very long or very large secondary heating surface, which has a constant gradient from the connection on part I to the exhaust gas connection (not shown), so that condensate can flow away in the same flow direction.
Der Größtdurchmesser D des Teiles 7' der Brennkammer 7 entspricht dabei im wesentlichen dem Innendurchmesser D^ der aus der Leitung 15 gebildeten Wendel, wodurch auch die Randbereiche des Brauchwassers im Behälter 1 erfaßt werden.The maximum diameter D of part 7' of the combustion chamber 7 corresponds essentially to the inner diameter D^ of the coil formed by the line 15, whereby the edge areas of the service water in the tank 1 are also covered.
Schließlich ist der im oberen Bereich 1' des Behälters 1 angeordnete Wärmetauscher 14 in Form einer planspiralig gewickelten Tasche 14' ausgebildet, deren Durchmesser D2 im wesentlichen dem Innendurchmesser D-^ der aus der Leitung 15 gebildeten Wendel entspricht, und der, wie dargestellt, am Heizkreis angeschlossen ist. Auch hierbei ist vorteilhaft mit minimaler Raumbeanspruchung ein Maximum an Ubertragungsfläche im Behälter 1 noch oberhalb der wärmezuführenden Elemente untergebracht.Finally, the heat exchanger 14 arranged in the upper area 1' of the container 1 is designed in the form of a flat spiral wound pocket 14', the diameter D2 of which corresponds essentially to the inner diameter D-^ of the coil formed from the line 15, and which, as shown, is connected to the heating circuit. Here too, a maximum transfer surface is advantageously accommodated in the container 1 above the heat-supplying elements with minimal space requirements.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 entspricht dem Prinzip nach Fig. 1, und zwar auch hinsichtlich der mit dargestellten Heizkreisschaltung, weshalb hierbei für entsprechende Elemente entsprechende Bezugszeichen verwendet sind. Vom Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 unterscheidet sich dieser Wärmeerzeuger im wesentlichen dadurch, daßThe embodiment according to Fig. 3 corresponds to the principle according to Fig. 1, also with regard to the heating circuit shown, which is why corresponding reference numerals are used for corresponding elements. This heat generator differs from the embodiment according to Fig. 1 essentially in that
hierbei das Rohr 5 auf ganze Länge von den Rohren 5" des Rohrregisters durchgriffen wird und die Brennkammer 7, die, wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2, ebenfalls halbkugelförmig aber mit wasserführender Doppelwand W ausgeführt und außerhalb über dem Behälter 1, wie dargestellt, angeordnet ist.here the pipe 5 is penetrated over its entire length by the pipes 5" of the pipe register and the combustion chamber 7, which, as in the embodiment according to Fig. 2, is also hemispherical but with a water-conducting double wall W and is arranged outside above the container 1, as shown.
Claims (11)
(6) und unten mit dem Heizkreisrücklaufanschluß (8) versehenes Rohr (5) angeordnet/a) In the tank (1) there is a centrally located valve, closed at the top and bottom, which carries the heat transfer medium and is connected at the top to the heating circuit flow connection.
(6) and pipe (5) provided with the heating circuit return connection (8) at the bottom/
der oberen Hälfte des Rohres (5) erstreckende
Sturzbrennkammer (7) als oberer Teil der Heizgasführung (51) angeordnet;b) in the tube (5) there is a substantially
the upper half of the tube (5) extending
The tumbled combustion chamber (7) is arranged as the upper part of the heating gas duct ( 51 );
dem unteren Verschluß (9) des Rohres (5) ist
als zweiter Teil der Heizgasführung (5') einc) between the bottom of the combustion chamber (7) and
the lower closure (9) of the tube (5) is
as the second part of the heating gas duct (5') a
d) in eine unter dem Verschluß (9) angeordnetePipe register made up of several vertically extending individual pipes (5"), which
d) in a slot arranged under the closure (9)
dadurch gekennzeichnet,2. Heat generator according to claim 1,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,3. Heat generator according to claim 1,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,5. Heat generator according to claim 4,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,6. Heat generator according to claim 4 and 5,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,7. Heat generator according to claims 5 and 6,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,8. Heat generator according to one of claims 4 to 7,
characterized,
a) Im Behälter (1) ist zentrisch ein unten ververschlossenes, das Wärmeträgermedium führendes
und unten mit dem Hexzkreisrücklaufanschluß (8)
versehenes Rohr (5) angeordnet;characterized by the combination of the following, partly known features:
a) In the container (1) there is a centrally closed bottom chamber that carries the heat transfer medium.
and below with the hex circuit return connection (8)
provided with a tube (5);
dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer (7) mit ihrer Doppelwand (W) im Querschnitt halbkugelförmig ausgebildet ist.10. Heat generator according to claim 9,
characterized in that the combustion chamber (7) with its double wall (W) is hemispherical in cross-section.
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