DE973073C - Fluessigkeitserhitzer mit einem von der Fluessigkeit umgebenen Heizkoerper - Google Patents

Description

(WlGBL S. 175)

AUSGEGEBEN AM 26. NOVEMBER 1959

N 2581

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitserhitzer mit einem von der Flüssigkeit umgebenen Heizkörper in Form eines einen Hauptspeicherraum von unten nach oben durchsetzenden Heizrohres, das von einem innerhalb des Hauptspeicherraumes liegenden, mit ihm verbundenen Hilfsspeicherraum derart umgeben ist, daß beide Räume in unmittelbar wärmeleitender Verbindung stehen.
Bekannte Flüssigkeitserhitzer mit einem den Hauptspeicherraum von oben nach unten durchsetzenden Heizrohr haben den Nachteil, daß bei Entnahme kleiner Flüssigkeitsmengen, bis etwa zur Hälfte des Gesamtinhaltes des Speicherraumes, die von der in den Speicherunterteil zuströmenden Frischwassermenge

is nach oben verdrängte restliche Speicherflüssigkeit über die gewünschte Temperatur erhitzt wird. Bei Wasser z. B. ist es wünschenswert, daß die Höchsttemperatur im allgemeinen etwa 8o° C nicht überschreitet, da bei höheren Temperaturen nicht nur die Wärmeverluste, sondern auch die Neigung zur Dampfbildung wesentlich erhöht werden.

Es wurde gefunden, daß dieser übermäßige Temperaturanstieg darauf beruht, daß das am Boden des Hauptspeicherraumes zugeführte Frischwasser in Bodennähe des Speicherraumes bleibt und eine beträchtliche Zeit bis zur vollständigen Aufheizung dieses Flüssigkeitsteiles erforderlich ist, da die Heizung hier nicht sehr intensiv ist. Während dieser Zeit erfährt die vorher aufgeheizte und in den oberen Teil des Behälters verdrängte Flüssigkeit eine weitere Auf-

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wärmung, da sie einen erheblichen Teil des Heizrohres umgibt. Hinzu kommt, daß die Zirkulation der Behälterflüssigkeit auf Grund der Temperaturunterschiede nicht ausreicht, um durch Vermischung die Temperaturunterschiede zwischen der kalten Flüssigkeit und der bereits erhitzten Flüssigkeit annähernd auszugleichen.

Es ist bereits ein Durchlauferhitzer bekannt, bei dem ein Heizrohr von einem Wassermantel umgeben ίο ist, der von unten nach oben von Wasser durchströmt wird. Hierbei ist ein Hilfsraum vorgesehen, der aus einer Rohrschlange gebildet wird, die im oberen Teil des Wassermantels angebracht ist. Hierbei wird die Rohrschlange von dem nach oben strömenden Wasser umflossen, jedoch ist der W^Tärmetausch zwischen dem Heizrohr und dieser Rohrschlange infolge einer mangelnden unmittelbaren Berührung dieses Hilfsraumes mit dem Heizrohr schlecht. Außerdem ist die Wasserführung bei diesem Durchlauferhitzer verhältnismäßig ungünstig, weil das kalte Wasser grundsätzlich zunächst den Hauptspeicherraum durchströmt und das bereits vorgewärmte Wasser den von der Rohrschlange gebildeten Hilfsraum durchfließt.

Es ist auch ein Flüssigkeitserhitzer mit einem von einem Heizkörper durchsetzten Hilfsspeicherraum und einem diesen mit Abstand umgebenden Hauptspeicherraum bekannt. Der zwischen den beiden Speichern verbleibende Zwischenraum wird von den Abgasen durchströmt. Das Wasser fließt vom Hilfsspeicherraum zum Hauptspeicherraum und wird an dessen höchster Stelle entnommen. Aber auch hier wird die im oberen Teil des Hauptspeicherraumes befindliche Wassermenge über die gewünschte Temperatur hinaus erhitzt, insbesondere da die Speicherräume nicht in wärmeleitender Verbindung miteinander stehen und da der Hauptspeicherraum den Heizgasen eine große Heizfläche darbietet.

Diese Nachteile werden bei einem Flüssigkeitserhitzer der eingangs geschilderten Gattung erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß der im unteren Teil des Hauptspeicherraumes liegende Hilfsspeicherraum mit der Frischwasserzuleitung verbunden ist, um etwa i8o° C versetzt hierzu eine Verbindungsleitung vom oberen Teil des Hilfsspeicherraumes zum Boden des Hauptspeicherraumes aufweist, etwa ein Sechstel bis ein Viertel so groß wie der Hauptspeicherraum ist und eine Heißwasserentnahmeleitung in bekannter Weise am oberen Ende des Hauptspeicherraumes abzweigt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung im Schnitt schematisch dargestellt.

Der Flüssigkeitserhitzer umfaßt einen Hauptspeicherraum i, durch den sich ein Heizkörper 2 senkrecht vom Boden bis zur Decke des Hauptspeicherraumes 1 erstreckt. Der Heizkörper 2 ist ein Rohr mit Ablenkplatten für die Verbrennungsgase, die aus einem Brenner 3 zum Auslaß 4 aufsteigen. Der Hauptspeicherraum ι ist außen mit einem Wärmeisoliermantel 5 zur Verminderung der Wärmeverluste umkleidet.

Der gesamte Hauptspeicherraum 1 ist mit Wasser gefüllt, das im heißesten Zustande, bei ständigem Aufheizen, in der Nähe des Bodens etwa 76⁰ C und im oberen Teil etwa 8o° C aufweisen kann. Das heiße Wasser wird dem Hauptspeicherraum 1 durch ein Rohr 6 entnommen, das von der Decke des Speicherraumes abzweigt.

Gemäß der Erfindung wird der untere Teil des Heizkörpers 2 von einem Mantel umgeben, der einen Hilfsspeicherraum 7 abteilt, der den größeren Teil des Heizrohres, aber nicht seinen oberen Teil umgibt. Ein Zuführungsrohr 8 für Frischwasser mündet in den Boden des Hilfsspeicherraumes 7, und ein senkrechtes Rohr 9 führt vom oberen Teil des Hilfsspeicherraumes zum Boden des Hauptspeicherraumes 1. 75·

Demgemäß fließt, wenn heißes Wasser entnommen wird, kaltes Wasser in den Hilfsspeicherraum 7 und drückt das dort erwärmte heiße Wasser in den Hauptspeicherraum i. Da das Frischwasser zunächst den Hilfsspeicherraum 7 erfüllt, wird es verhältnismäßig schnell aufgeheizt, da es hier mit dem heißesten Teil des Heizgasstromes in Berührung steht. Im oberen Teil des Heizkörpers 2, der vom vorerhitzten Wasser im Hauptspeicherraum 1 umspült wird, haben die Verbrennungsgase bereits einen großen Teil ihrer Wärme abgegeben; die Aufheizung ist hier also schwächer. Die Aufheizzeit für das Frischwasser im Hilfsspeicherraum 7 ist kurz, da dieser den Verbrennungsgasen eine große Heizfläche darbietet und die Gase somit ihre Hauptwärmemenge an das im Hilfs-Speicherraum befindliche Frischwasser abgeben. Praktisch wird die Wärme der Verbrennungsgase fast vollständig zum Aufheizen des frisch eingeführten kalten Wassers verwendet.

Es ist jedoch zweckmäßig, daß der Mantel 7 den Heizkörper 2 nicht auf der ganzen Länge umgibt, vor allem nicht den oberen Teil desselben, da es unerwünscht ist, daß das im oberen Teil des Hauptspeicherraumes ι stehende Warmwasser seine Wärme an das frisch eingeführte Wasser abgibt. Vielmehr soll etwas Wärme der Verbrennungsgase direkt an dieses Wasser abgegeben werden, um die Strahlungsverluste zu decken und um dieses Wasser bei Inbetriebsetzung des Flüssigkeitserhitzers aufzuheizen.

Innerhalb des Hauptspeicherraumes ist der Wärmefühler 11 eines Thermostaten angeordnet, z. B. eine Hohlkugel, die mit einer Flüssigkeit zum Verdampfen oder Ausdehnen gefüllt ist. Dieser Thermostat schaltet den Brenner 3 ein und aus. Wenn heißes Wasser entnommen und durch kaltes Wasser ersetzt wird, veranlaßt dieses eine gewisse Abkühlung des Wassers im Hauptspeicherraum 1, und der Thermostat schaltet den Brenner 3 ein. Das Wasser innerhalb des Hilfsspeicherraumes 7 wird schnell erhitzt, und der Temperaturanstieg erstreckt sich auch auf den Hauptspeicherraum, so daß, wenn das frische Wasser auf die gewünschte Temperatur erhitzt ist, der Thermostat den Brenner 3 wieder abstellt.

Es ist zweckmäßig, den Wärmefühler nahe vor oder am Boden des Hauptspeicherraumes 1, wie in der Zeichnung angegeben, anzubringen. Um ein Ansprechen des Thermostaten bei Zuführung von kaltem Wasser zu beschleunigen, kann ein kleines Umgehungsrohr mit einem engen Durchtritt (möglicherweise bestehend aus einem einfachen Loch) vorgesehen sein, um etwas kaltes Wasser direkt aus der Zuführung

in den Hauptspeicherraum ι in die Nähe des Wärmefühlers Ii einzuspeisen, so daß der Thermostat beim Zapfen sofort anspricht und der Brenner entzündet wird.

Der Hilfsspeicherraum η hat in seiner oberen Wand einige kleine Luftöffnungen io, um Gas oder Dämpfe aus diesem Raum in den Hauptspeicherraum ι entweichen zu lassen.

Das Volumen des Hilfsspeicherraumes 7 beträgt etwa ein Sechstel bis ein Viertel des Volumens des Hauptspeicherraumes 1, z. B. ein Fünftel.

Die Erfindung ist bei offenen sowie auch bei geschlossenen Flüssigkeitserhitzern anwendbar. Wenn sie bei einem offenen Gerät angewendet wird, befindet sich das Zapfventil im Zuflußrohr 8 für kaltes Wasser, und der Speicher steht durch das Ablaufrohr 6 dann in offener Verbindung mit der umgebenden Atmosphäre. Im Fall eines geschlossenen oder Druckspeichers liegt das Zapfventil im Entnahmerohr 6 für heißes Wasser, und der Speicher ist dem Druck der Wasserleitung unterworfen, an welche er angeschlossen ist.

Die Erfindung ist nicht auf die besondere Konstruktion, die als ein Beispiel beschrieben wurde, beschränkt. Zum Beispiel kann die Beheizung des Gerätes durch einen elektrischen Heizkörper erfolgen.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   ι. Flüssigkeitserhitzer mit einem von der Flüssigkeit umgebenen Heizkörper in Form eines einen Hauptspeicherraum von unten nach oben durchsetzenden Heizrohres, das von einem innerhalb des Hauptspeicherraumes liegenden, mit ihm verbundenen Hilfsspeicherraum derart umgeben wird, daß beide Räume in unmittelbarer wärmeleitender Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß der im unteren Teil des Hauptspeicherraumes (1) liegende Hilfsspeicherraum (7) mit der Frischwasserzuleitung verbunden ist, um etwa i8o° C versetzt hierzu eine Verbindungsleitung (9) vom oberen Teil des Hilfsspeicherraumes zum Boden des Hauptspeicherraumes (1) aufweist, etwa ein Sechstel bis ein Viertel so groß wie der Hauptspeicherraum ist und eine Heißwasserentnahmeleitung (6) in bekannter Weise am oberen Ende des Hauptspeicherraumes abzweigt.
2. 2. Flüssigkeitserhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsspeicherraum (7) durch einen das Heizrohr (2) mit Abstand umgebenden Mantel gebildet wird, die Frischwasserzuleitung (8) unten in den Hilfsspeicherraum einmündet, in dem als Verbindungsleitung (9) vom oberen Teil des Hilfsspeicherraumes bis in die Nähe des Bodens des Hauptspeicherraumes ein senkrechtes, oben und unten offenes Rohr vorgesehen ist.
3. 3. Flüssigkeitserhitzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Teil des Hilfsspeicherraumes (7) Entlüftungsöffnungen (10) vorgesehen sind.
4. 4. Flüssigkeitserhitzer nach einem der Ansprüche ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmefühler (11) eines Thermostaten im unteren Teil des Hauptspeicherraumes (l) in unmittelbarer Nähe des Hilfsspeicherraumes (7) angeordnet ist.
5. 5. Flüssigkeitserhitzer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Frischwasserzuleitung (8) und dem unteren Teil des Hauptspeicherraumes (1) eine kleine Nebenschlußverbindung besteht, durch die eine geringe Menge kalter Flüssigkeit unmittelbar in den Hauptspeicherraum in die Nähe des Wärmefühlers (11) eingespeist werden kann.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 81057, 435 439,

   653 496; schweizerische Patentschrift Nr. 241 364 ;
   USA.-Patentschrift Nr. 2 369 526.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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