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Warmwasserheizkessel für Sammelheizungsanlagen mit pulsierendem Umlauf
Gegenstand der Erfindung eist ein Warmwasserheizkessel für Sammelheizungsanlagen
mit pulsierendem Umlauf, welcher durch ein Pudsometer erzeugt wird, das durch einen
im Feuerraum eingebauten Dampferzeuger angetrieben wird.
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Stockwerksheizungen mit Schwerkraftumlauf haben den Nachteil, daß
der Vor- und Rücklauf des Warmwassers zu den an .der Fensterwand angebrachten. Heizkörpern
weite Rohrleitungen erfordert. Diese können in den dünnen Zimmerwänden nicht unter
Putz verlegt werden, ohne die Festigkeit dieser Wände zu beeinträchtigen. Bei Anwendung
des Pumpenumlaufs an Stelle des Schwerkraftumlaufs werden diese Schwierigkeiten
vermieden, da die hierbei kleineren Rohrweiten eine unsichtbare Verlegung der Rohre
besser ermöglichen. Von den bekannten Pumpenheizungen haben solche, deren. Umlauf
durch ein Pulsometer erzeugt wird, den Vorteil, einen höheren Umlaufdruck wirtschaftlich
erzielen zu können, ohne Fremdantrieb zu arbeiten und niedrige Betriebskosten zu
verursachen, welche überdies noch unsichtbar sind. Trotz dieser Vorzüge haben Sammelheizungsanlagen
mit pulsierendem Umlauf sich nicht einbürgern können, da ihre Leistungsfähigkeit
und Zuverlässigkeit nicht den Anforderungen genüg ten.
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Der zum Antrieb des Pulsometers benötigte Dampf muß für jeden Pumpenhub
neu erzeugt werden, wobei d er leere Kessel jedesmal gespeist werden muß. Zur- Kondensation
wird das noch warme Wasser des Rücklaufs verwandt. Es ist daher schwierig, die Pumpenhübe
schnell aufeinander folgen zu lassen und dadurch eine ausreichende
Pumpenleistung
zu erzielen. Außerdem können zwischendurch auftretende, unvollkommene Pumpenhübe
zu Stockungen führen. Es ist die Aufgäbe der Erfindung, diese Schwächen zu beseitigen
und,die Arbeit dies Pulsomneters wirksamer und betriebssicher zu gestalten. Das
wird dadurch erreicht, daß .das Pulso:meter in den Boden ,des Wasserausdehnungs:behälters
über dem Kessel derart eingebaut ist, daß die für die Pumparbeit erforderlichen.
Teile zwischen Dampferzeuger, Hubraum, NVindkessel und :einer Vorkammer zwischen
Hubraum und Windkessel kurz bemessen und innerhalb der Kesselaußenwände angeordnet
werden können. Damit wird die äußere Oberfläche verkleinert und einer schädlichen
und unerwünschtenWärmeabgabe vorgebeugt. Auch innerhalb des Pulsometers werden die
Leitungswiderstände durch kurz bemessene und gerade Verbindungswege klein gehalten.
Die Steuerung der Pumparbeit ist so ausgebildet, daß die Hübe schnell aufeinanderfolgen
können und Versager ausgeschaltet werden.
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Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung näher erläutert. In dieser
zeigt Abb. i einen Warmwasserheizkessel mit Pulsometer in schematischer Darstellung
im Schnitt; die Abb. 2 bis 9 veranschaulichen die Wirkungsw-eise des Pulsometers
im Verlauf eines Druck- und Saughubes.
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Über .dem Rost 2 ist der eigentliche Heizkessel i als schraubenförmig
gewundene Rohrschlange oder auch in .anderer 'bekannter Gestalt angeordnet. Die
Rohrschlange schließt :den Feuerraum ein, aus dem die Heizgase oben austreten und
nach unten umkehren, wobei der Kessel auch von außen beaufschlagt wird. Die Heizgase
ziehen durch denRauchgasabzug 33 in den Schornstein. Der Feuerraum ist oben durch
den Hubraum 3 des Pulsometers abgedeckt, welcher mit .dem Windkessel 4 in den Boden,des
Wasseraus:dehnungsbehälters 6 eingebaut ist. Das Pulsometer enthält außerdem Hubraum
3 eine Vorkammer i9 und 2o, welche durch eine nicht ganz bis zu deren Boden 29 reichende
Scheidewand 28 in zwei Teile i9 und 2o unterteilt ,ist, wobei der eine Teil 2o mit
der Wassereintrittsöffnung 32 aus dem Wasserausdehnungsbehälter 6 und der andere
Teil ig, mit der Wasseraustrittsöffnung 30 zum Windkessel 4 bzw. zur Vorlaufleitung
23 der Heizungsanlage verbunden sind.
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Das in .dem Heizkessel i erhitzte Wasser steigt durch das Rohr 13
nach oben in .den Wasseraus: dehnungsbehälter 6 (Abt, 2). Von :dort gelangt es über
das geöffnete Rückschlagventil 14 in den Eintrittsteil 2o der Vorkammer, weiterhin
durch das Rohr 15 in die Kammer 16 und durch die Spritzlöcher 17 in den Hubraum
3. Dieser füllt sich bis zur Oberkante des becherartigen Abmießgefäßes 25, welches-
in Höhe der oberen Hubbegrenzungslinie 27 liegt. Das Wasser tritt jetzt >in das
Abmeßgefäß 25 über und fließt durch die öffnung 26 der Verbindungsleitung
3 1 in den Dampferzeuger 24 (Abt. 3). Durch das A@bmeßgefä:ß 25 und die Öffnung
26 erhält der Dampferzeuger 24 die Wassermenge zugeteilt, welche zur Erzeugung des
für einen Hub des Pulsometers benötigten Dampfes ausreicht. Dadurch sollen, Verzögerungen
in der Zeitdauer eines Hubes, die .durch zu geringe oder zu große Wasserzuteilungen
hervorgerufen werden können, vermieden werden. In dem erhitzten Dampferzeuger 24,
welcher hier als ein einfacher Rohrbogen innerhalb des Feuerraums dargestellt ist,
entwickelt sich sofort. Dampf, welcher durch das andere Rohrende in den Hubraum
3 strömt. Durch .den dort entstehenden Überdruck wird das Rückschlaggventil 14 geschlossen,
so -däß die Wasserzufuhr aus dem Wasserausdehnungsbehädter 6 aufhört. Der Dampfdruck
oberhalb des Wasserspiegels im Hubraunf 3 drückt nun das Wasser durch das Rohr :2i
über das Rückschlagventil 22, den Windkessel 4 in die Vorlaufleitung 23 der Heizungsanlage.
Von dort kehrt es aus der Rücklaufleitung 34 in den Heizkessel i zurück und gelangt
schließlich wieder in den Wasserausdehnungsbehälter 6.
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Wenn der Wasserspiegel im Hubraum 3 so weit abgesunken ist, daß die
untere Kante des Rohres 18 freigegeben ist (A#bb. 5), tritt der Dampf durch das
Rohr 18 in den Eintrittsteil 2o der Vorkammer. Das Rohr 18 hat einen engen Querschnitt,
damit eine sichere Heberwirkung eintritt, um das im Rohr 18 befindliche Wasser schnell
nach oben abzusaugen und,' den Weg für den Dampf freizumachen. Das weite Rohr 21,
welches den Hubraum 3 mit dem Austrittsteil i9 der Vorkammer verbindet, mündet tiefer
in den Hubraum 3 als das enge Rohr 18. Dieses ist nur für den Übertritt des Wassers
aus dem Hubraum in den Austrittsteil ig der Vorkammer bestimmt, und der Übertritt
von Dampf auf diesem Wege soll hierdurch. vermieden werden.
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Das Wasser aus der Vorkammer sinkt nun durch das Rohr 15 in
die Kammer 16 (Abt. 6), füllt diese und spritzt aus den Spritzlöchem,
17 in einer Anzahl dünner Strahlen in den Hubraum 3, so daß .der darin befindliche
Dampf kondensiert (Abt. 8). Dadurch wird das Rückschlagventil 22 im Wasseraustritt
geschlossen, und das Rückschlagventil 14 im Wassereintritt öffnet sich, wodurch
von neuem Wasser über :denn Teil 2o der Vorkammer in den Hubraum 3 gesaugt wird
und diesen füllt (Abt, 9).
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Die Kammer 16 hat den Zweck, den Beginn edier Einspritzung
in den Hubraun 1 3 zu verzögern, bis im Eintrittsteil 2o der Vorkammer sich ein
genügend großer mit Dampf angefüllter Raum gebildet hat. Ohne eine solche Einrichtung
würde die untere Kante des Rohres 18 durch den infolge der Wassereinspritzung wieder
ansteigenden Wasserspiegel im Hubraum 3 vorzeitig verschlossen werden. Die in den
Eintrittsteil 2o der Vorkammer gelangende Dampfmenge wäre zu gering und würde schneller
kondensieren als der im Hubraum 3 befindliche Dampf und. damit die Wassereinspritzung
zum Stillstand bringen, bevor im Hubraum 3 eine ausreichende Luftleere erreicht
worden wäre.
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Die Scheidewand 28 zur Trennung der Vorkammer in zwei Teile i9 und
2o verhindert den Übertritt des Dampfes in den Windkessel 4, wobei Wasserschläge
auftreten können. Der Dampf tritt erst dann aus dem Eintrittsteil 2o .in den Austrittsteil
i9
über, wenn das Rückschlagventil 22 zum Windkessel 4 geschlossen ist (Abb. 7).
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Um zu: vermeiden, daß ein Teil des Wassers, ohne genügend Zeit zum
Anwärmen im Heizkessel i zu finden, durch diesen hindurchgepumpt wird, oder doppelt
so lange Zeit in diesem verbleibt als die größere Menge, erhält .der wirksame Teil
des Hubraumes 3 den gleichen Wasserinhalt wie der von den Heizgasen beaufschlagte
Teil .des Heizlcessels i.
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Der Wasserausdehnungsbehälter 6 ist wie üblich ausgerüstet (Thermometer
8, Wasserstandsanzeiger 7, Zugregler 9, Füllventil io, Überlauf i i, Entlüftun g
12). Das Sicherheitsventil s verhütet Druck üherschreitungen im Hubraum 3, falls
durch Absperrung sämtlicher Heizkörper der Kreislauf des Warmwassers unterbunden
oder zu stark gedrosselt wird. Zwischen dem Wasseraus.dehnungsbehälter 6 und der
Wassereintritts.stelle 34 am Kessel i kann eine Verbindung hergestellt werden. Diese
kann in bekannter Weise so angeordnet werden, daß das aus .der Heizungsanlage zurückfließende
Wasser aus dem Was;serausdehnungsbehälter 6 in. Bodennähe kühleres Wasser strahlpumpenartig
ansaugt. Dieses ist besonders dann von Vorteil, wenn der Wasserausdehnungsbehälter
6 zu einem Warmwasserspeicher erweitert ist und in diesem ein Warmwasser-Durchlauferhitzer
angeordnet ist.
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Auch kann :der Rücklaufanschluß 34 statt mit dem Eintritt .des Kessels
i mit :dem Warmwasserausdehnungsbehälter 6 verbunden werden, wobei zwischen dem
Kessel und dem Wasserausdehnungsbehälter eine gesonderte Verbindung zwecks Ermäglichung
des Wasserumlaufs im Kessel vorgesehen wird.
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Weiter kann das Steigrohr 13 anstatt in den Boden des Wasserausdehnu:ngsbehälters
6 zu münden, ein Stück in den Wasserausdehnungsbehälter hineinragen.
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Um auch Heizkörper in einem höher gelegenen Stockwerk betreiben zu
können, kann .der Wasserausdehnungsbehältor in der Weise unterteilt werden, daß
an einer über dem höchstgelegenen Heizkörper befindlichen Stelle ein zweiter Behälter
angeordnet wird. Beide Behälter werden durch eine Rohrleitung so m-iteinan.der verbunden,
daß die Verbindungsleitung im unteren. Behälter dicht über den Boden einmündet.