-
Heizvorrichtung, insbesondere für Warmwasserbereitungsanlagen Die
Erfindung bezieht sich auf insbesondere für Warmwasserbereitungsanlagen verwendbare
Heizvorrichtungen, die aus einem Dampferzeuger und einem mit diesem durch Umlaufleitungen
verbundenen wärmeabgebenden Kondensator bestehen und mit einem Ausgleichgefäß für
die zu verdampfende Flüssigkeit über ein Standrohr verbunden sind, welches an eine
ständig mit Flüssigkeit angefüllte Stelle der Kondensatrückführungsleitung angeschlossen
ist.
-
Um bei Anlagen dieser Art eine besonders weitgehende selbsttätige
Anpassung der Umlaufgeschwindigkeit des Heizmittels und damit der Wärmeübertragung
auf das zu erhitzende Brauchwasser o. dgl. an den jeweils vorhandenen Wärmebedarf
zu erreichen und gleichzeitig einen Dampfübertritt aus dem Kondensator in die Kondensatrückführungsleitung
und in das an diese Leitung angeschlossene Ausgleichgefäß zu verhüten, wird erfindungsgemäß
vorgeschlagen, den verwendeten Dampfkondensator in zwei Räume aufzuteilen, die lediglich
durch eine enge Drosselöffnung miteinander verbunden sind, und hierbei die Kühlfläche
des in der Dampfströmungsrichtung hinter der Drosselöffnung liegenden Kondensatorraumes
so zu bemessen, daß der ganze in diesen Raum eintretende Dampf in demselben kondensiert
wird und somit dieser Raum ständig' Kondensat enthält. Durch die Unterteilung des
Kondensators in zwei über eine enge Drosselöffnung verbundene Räume wird nämlich
erreicht, daß bei Abnahme der Kondensationsgeschwindigkeit des Dampfes infolge Abnahme
des Temperaturgefälles zwischen dem Dampfinhalt des Kondensators und dem umgebenden
Brauchwasser und bei dem hierdurch bedingten Absinken der Wasserspiegelhöhe im Kondensator
unter die Drosselöffnung die diese Öffnung durchströmende Gewichtsmenge verringert
wird. Denn die Drosselöffnung setzt dem Durchtritt einer bestimmten Dampfmenge einen
erheblich größeren Widerstand entgegen als dem Durchtritt einer Kondensatmenge gleichen
Gewichts.
-
Infolgedessen wird bei einer Abnahme der Kondensationsgeschwindigkeit
auch die Umlaufgeschwindigkeit des Wärmeübertragungsmittels selbsttätig vermindert
und umgekehrt bei einer Zunahme der Kondensatiorsgeschwindigkeit, beispielsweise
infolge Zuführung kalten Brauchwassers, selbsttätig erhöht. Die Einschaltung besonderer
von Hand bedienbarer Ventile oder anderer beweglicher Steuerglieder in die Umlaufleitung
zur Regelung der Umlaufgeschwindigkeit des Heiz- oder Wärmeübertragungsmittels ist
somit entbehrlich. Außerdem wird auf die geschilderte
Weise in
Verbindung mit der obenerwähnten Bemessung der Kühlfläche des in der Strömungsrichtung
hinter der Drossel liegenden Kondensatorraumes auch die Gefahr eines Dampfübertritts
in die Kondensatrückführungsleitung bei einer Abnahme der Kondensationsgeschwindigkeit
des Dampfes beseitigt.
-
Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen einer zur Beheizung
einer Warmwasserbereitungsanlage dienenden Heizvorrichtung gemäß der Erfindung veranschaulicht.
-
In Fig. i bezeichnet io einen z. B. für Haushaltzwecke verwendbaren
Warmwasserspeicher, aus dem warmes Wasser durch ein Rohr i i abgezapft wird, während
gleichzeitig kaltes Wasser durch ein Rohr i2 zufließt. In dem Speicherbehälter io
ist ein Dampfltondensator 4o angeordnet, der über zwei als Umlaufleitungen dienende
Rohre 15 bzw. 17 mit einer einen Dampferzeuger bildenden Rohrschlange 2o verbunden
ist, die den Heizraum eines Herdes mit Wärmespeicher umgibt. Der Kondensator 4o,
in dem die Kondensation des in der Schlange 2o erzeugten Dampfes erfolgt, besteht
aus einem Zylinder, der durch eine eine Öffnung 44 enthaltende Trennwand
41 in einen oberen Raum 42 und einen unteren Raum 43 aufgeteilt ist. An die von
dem Unterteil des Raumes 43 zum Unterteil des Dampferzeugers 2o führende Leitung
17 ist über ein Standrohr 34 ein Ausgleichgefäß 36 angeschlossen. Unterhalb
der Abzweigstelle des Rohres 34 ist im Rohr 17 eine Drosselstelle 39 angebracht,
die eine unter Umständen zu schlagartig wirkender plötzlicher starker Dampferzeugung
führende schnelle Wasserzufuhr zum Dampferzeuger, und zwar. sowohl vom Standrohr
34 wie auch vorn unteren Teil des Kondensators 40 her, verhindert.
-
Es sei angenommen, der Behälter io sei finit kaltem Wasser gefüllt,
das erwärmt werden soll; die Einrichtung arbeitet dann in folgender Weise: Die aus
dem Dampferzeuger 2o, dem Kondensator 4o und den Umlaufleitungen 15 und 17
bestehende Heizvorrichtung 32 wird über den Behälter 36 und das Rohr 34 mit Wasser
gefüllt; hierbei ist der Hahn eines vom oberen Ende des Raumes 42 ins Freie führenden
Rohres 38 offenzuhalten, damit das Wasser in der Vorrichtung 32 in die Höhe steigen
und die verdrängte Luft vom höchsten Punkt dieser Vorrichtung durch das Rohr 38
entweichen kann.
-
Wird nun im Herd Brennstoff verbrannt, so wird Wärme sowohl durch
Leitung als auch durch Strahlung auf die Rohrschlange 20 übertragen und in dieser
Schlange Dampf erzeugt. Der Dampf steigt durch das Rohr 15 nach oben zum
Kondensator 4o und verdrängt hierbei Wasser aus dem Rohr 15 und dem Kondensator.
Das verdrängte Wasser tritt in das Rohr 34 und in. den Behälter 36 über, der also
als Ausdehnungs- und Ausgleichgefäß dient. Infolge des verhältnismäßig großen waagerechten
Ouerschnittes des Behälters 36 verändert sich hierbei die Wasserspiegelhöhe in letzterem
nicht nennenswert, so daß die Schwankungen des statischen Flüssigkeitsdruckes im
System ganz außer acht gelassen werden können.
-
Durch Anbringung der Trennwand 41 und der Drosselöffnung 44 wird ein
Eindringen von Dampf in das Standrohr 34 sicher verhindert. Dies wird durch die
Bremswirkung des Loches 44 erreicht. Es ist eine bekannte Tatsache, daß eine Drosselstelle
eine Dampfmenge hindurchläßt, deren Gewicht nur einen kleinen Bruchteil des Gewichtes
derjenigen Wassermenge beträgt, die die gleiche Drosselstelle bei gleichem Druckunterschied
hindurchlassen würde.
-
Der in der Rohrschlange 2 erzeugte Dampf steigt durch das Rohr 15
nach oben und verdrängt eine gewisse Wassermenge im Raum 42 des Kondensators 40.
Die Höhe des Wasserspiegels im Kondensator ändert sich hierbei mit der Temperatur
des Wassers im Behälter io; denn mit der Änderung dieser Wassertemperatur ändert
sich auch das Temperaturgefälle zwischen dem Dampfinhalt des Kondensators 40 und
dem umgebenden Brauchwasser und damit die Kondensationsgeschwindigkeit. Mit steigender
Temperatur des Wassers im Behälter io sinkt die Kondensationsgeschwindigkeit, und
dementsprechend sinkt auch der Flüssigkeitsspiegel im Raum 42. Bei einer bestimmten
Temperatur des Wassers im Behälter io erreicht der Wasserspiegel im Raum 42 die
Trennwand 44 und wenn nun die Temperatur des Wassers im Behälter io weitersteigt,
so wird der Flüssigkeitsspiegel unter die Trennwand 41 sinken. In diesem Fall wird
auch der obere Teil des Raumes 43 Dampf enthalten, der durch die Öffnung 44 einströmt.
Hierbei macht sich aber die Hemmwirkung der Öffnung 44 geltend, und die Umlaufgeschwindigkeit
in der Vorrichtung 32 verringert sich, so daß nun eine geringere Dampfmenge vom
Dampferzeuger zum Kondensator gelangt. Auf diese Weise wird auch die Wärmeübertragung
auf das Brauchwasser selbsttätig verringert. Die Kondensationsfähigkeit des unteren
Raumes 43 des Kondensators 40 muß hierbei groß genug sein, um den ganzen Dampf kondensieren
zu können, der die Öffnung 44 durchströmt, so daß kein Dampf in das Rohr 34 eindringen
kann.
Gemäß der Erfindung wird also die Temperatur des Wassers im
Behälter io bis zu einer geeigneten bestimmten Grenze steigen, um danach im wesentlichen
den gleichen Wert zu behalten. Wird dem Behälter io längere Zeit kein Wasser abgezapft,
so soll die Wärmemenge, welche dem Wasser im Behälter zugeführt wird, gerade den
Strahlungsverlusten entsprechen, damit verhindert wird, daß die Temperatur des Wassers
den zulässigen Wert überschreitet.
-
Fig.2 zeigt in größerem Maßstab einen Teil einer anderen Ausführungsform
der neuen Heizvorrichtung. Bei der Vorrichtung gemäß dieser Abbildung besteht der
Kondensator aus einer Rohrschlange 14, die in einen oberen und einen unteren Teil
14a bzw. 14b aufgeteilt und in ähnlicher Weise wie der bei der Anlage nach Fig.
i vorgesehene Kondensator .i0 in einen mit Brauchwasserzu- und -abflußleitungen
12 bzw. ii versehenen Warmwasserspeicher io eingebaut ist.
-
Die Kondensatorteile i4a und 14b sind über eine Drosseleinrichtung
47 miteinander verbunden, die anstatt aus einer einzigen kleinen Öffnung in einer
Trennwand aus mehreren hintereinandergeschalteten Öffnungen. besteht, welche in
hintereinander angeordneten Lainellen angebracht sind, die in einer Hülse 16 mittels
eines Stopfens 48 und einer Feder 49 in richtiger Lage gehalten werden.
-
Der oberste Teil i4a des Kondensators kann durch ein Rohr i8 entlüftet
werden, welches durch einen Stopfen 5o abschließbar ist. Ein weiteres Entlüftungsrohr
ig wird zweckmäßig für die Entlüftung des unteren Teiles i4b des Kondensators vorgesehen.
Auch dieses Rohr ist mittels eines Außenventils oder eines abnehmbaren Stopfens
51 verschließbar.
-
Zwischen dem Ausströmende des Kondensatorteiles 14b und der zum Unterteil
des Dampferzeugers 2o führenden Rückleitung 17 ist eine weitere Drosseleinrichtung
52 angeordnet, die in der gleichen Weise wie die Drossel 47 ausgebildet und mittels
eines Stopfens 53 und einer Feder 54 auswechselbar befestigt ist und die gleiche
Aufgabe wie die bei der Ausführungsform nach Fig. i vorgesehene Drossel
39 besitzt. Oberhalb dieser Drossel 52 ist an die Rückleitung 17 das zum
Ausdehnungsgefäß 36 führende Standrohr 34 angeschlossen.
-
Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung ist im großen und ganzen dieselbe
wie diejenige der in Fig. i dargestellten Vorrichtung. Die bei 47 angeordnete Drosseleinrichtung
bietet dem Dampfstrom an einer Stelle zwischen den Enden des Kondensators 14 den
erforderlichen Widerstand, so daß auch bei niedriger Kondensationsgeschwindigkeit
des Dampfes der durch die Drosseleinrichtung hindurchströmende Dampf im unteren
Teil 14b des Kondensators kondensiert wird.