Dampfwarmwasser-Heizkörper. Die Erfindung bezieht sich auf jene Dampfwarmwasser, , Heizkörper, bei den in einem, mit Umlaufgliedern in Verbindung stehenden Heizglied mindestens ein unten offenes Dampfrohr angeordnet ist, in das der Dampf entgegen dem Druck einer im Heiz- glied vorhandenen, durch eine Überlaufein- richtung geschaffenen Wassersäule eintritt.
Gemäss dieser Erfindung ist eine vom Dampf eintrittsraum in die Kondenswasserableitung führende -\Terbindungs- oder Nebenleitung vorgesehen, deren im Bereiche der Da.mpfzu- strömung befindliche Öffnung oberhalb des Höchstwasserspiegels liegt. In diese Neben leitung kann ein Kondensator, etwa. eine Rohrschlange, geschaltet sein.
Die obere, vör- zugsweise düsenartige Öffnung der Neben leitung ist entsprechend clem zur Anwendung kommenden Maximalclampfdruck so bemes sen, dass bei Anheizen die in der Anlage be findliche Luft leicht entweichen kann, wo gegen Dampf nur in geringer Menge, die überdies, wenn eine Rohrschlange angeordnet ist, kondensiert wird, durch die Nebenleitung anstreten-kann. - Die Regelung der Heizwirkung, nämlich die Vergrösserung oder Verkleinerung der Wärmeaustauschflächen des Dampfrohrsy stems,
also der Grad der Abwärtsverdrän- gung des Wassers in den unten offenen Dampfrohren durch den von oben einströmen den Dampf kann durch Regelung der Dampf zuströmung, also durch irgend ein Drossel organ besorgte werden.
Diese Art der Rege lung der Heizwirkung ist aber nur sehr un vollkommen, weil die Dampfwasser - Heiz fläche stets einen vom Dampfdruck abhängi gen Höchstwert erhält und die Dampfdrosse lung bei höheren Wassertemperaturen prak tisch wertlos wird. Eine viel empfindlichere Regelung der Heizwirkung kann aber da durch ermöglicht. werden, dass nicht die Dampfzuströmung mehr oder minder gedros selt wird, sondern die Wasserüberlaufleitung, zu welchem Zwecke diese ein Drosselorgan erhält, mittelst dessen sie auch gänzlich ge sperrt werden kann.
Einen noch höheren Grad der Empfind lichkeit der Regelung der Heizwirkung kann man aber erreichen, wenn man die Verbin- dung zwischen dem Innenraum des Dampf rohres und dem Wasserraum des Heizgliedes von einem Regelungs- oder Drosselorgan be einflussen lässt, weil man die im Heizglied und in den angeschlossenen Radiatorgliedern befindliche Wassermenge, oder die Räume, in denen sich diese Wassermenge befindet, mit der Regelung gar nichts zu tun haben.
Die Fig. 1, 2 und 3 der Zeichnungen zeigen eine beispielsweise Ausführungsform eines Heizgliedes gemäss der Erfindung, wo bei Fi(,: 1. einen lotreeh.ten Schnitt, Fig. 2 eine Seitenansicht der Gesamtanordnung des Heizkörpers teilweise im Schnitt, und Fig. 3 eine Draufsicht des Heizkörpers veranschau lichen;
Fig. 4 zeigt eine Einzelheit der Innen einrichtung des Heizgliedes; Fig. 5 zeigt in schematischer Darstellung eine andere Aus führungsform des Heizkörpers, und Fig. 6 eine dritte Ausführungform des Heizgliedes. ,je in einem lotrechten Schnitt.
Bei der Ausführungsform des Heizkörpers nach den Fig. 1 bis 4 ist das Heizglied mit 1 bezeichnet und dieses steht oben und unten durch die Nippelverbindungen 2 und 3 mit den Umlauf- oder Radiatorglieclern 4 in Ver bindung. Das Heizglied bildet also das eine Endglied des ganzen Heizkörpers. Das Heiz gliea 1 ist ebenso wie die Radiatorglieder 4 gänzlich mit Wasser gefüllt, und erhält ein bis in die Nähe des Bodens hinabreichendes Dampfrohrsystem, das hier aus Doppelrohren besteht, nämlich aus je einem Innenrohr 5 und einem einen im Querschnitt ringförmi gen Zwischenraum 7 freilassenden Aussen rohr 6.
Der Ringraum 7 ist unten offen und oben geschlossen und sein oberer Teil ist mit der Dampfzuleitung verbunden.
Der durch ein Rohr 8 zuströmende Dampf (vergleiche auch Fig. 4. die einen lotrechten Schnitt, senkrecht auf den in Fig. 1 darge stellten lotrechten Schnitt des Dampfein- trittsraumes zeigt) tritt in eineVerteilkammer 9 ein, aus der er durch Zweigstutzen 10 und 11 in den Ringraum 7 der Doppelrohre strömt.
Die Einströmung durch das Rohr 8 kann auch durch eine thermostatische Einrichtung ge regelt werden, die aus einem Ausdehnungs- körper 12 (Fig. 2) besteht, der seinerseits aus einer Reihe von ausdehnbaren Elemen ten zusammengesetzt ist. Der Thermostat 12 ist in einem an der Vorderseite des Heizglie- des dicht angesetzten Gehäuse 13 eingeschlos sen und an der tiefsten Stelle des Heizgliedes, d. h. so angebracht, dass er vom kältesten Um laufwasser beeinflusst wird und leicht zu gänglich ist. Der Thermostat wirkt auf das die Dampfzuströmung regelnde Ventil 14 in bekannter Weise.
Im Innern des Heizgliedes 1 ist eine Über laufeinrichtung angeordnet, die aus einem Rohr 15 besteht und mit der Kondenswasser ableitung 16 (Fig. 1 und. 3) verbunden ist.
Vor dem Anlassen wird der ganze Heiz körper mitsamt dem Rohrsystem mit Was ser gefüllt. Wird dann Dampf in das Heiz- glied 1 einströmen gelassen, so wirkt er ent gegen der im Heizglied vorhandenen Wasser säule und drückt das Wasser aus den Ring räumen 7 des Doppelrohrsystems.
Zu Beginn der Dampfeinströmung oder schon bei einem sehr kleinen Dampffüllungsgrad wird der obere Teil der Innenrohre 5 erwärmt, so dass das darin befindliche Wasser emporsteigt und kälteres von unten nachströmen muss, wodurch die Wasserzirkulation eingeleitet wird. Durch eine erstmalige Einstellung wird der Dampfeintrittsdruck durch ein RegeInngs- organ 17 (Fig. 2) so bestimmt, dass das das Innere des Doppelrohrsystems 5,
6 erfüllende Wasser gerade bis in die Nähe des untern Randes verdrängt wird. so dass kein unmittel barer Dampfeintritt in das zu erwärmende Wasser erfolgen kann. Da aber beim Anhei zen die im Dampfverteilungsnetz befind liche Luft, in das Dampfheizrohrsvstem 6 -gelangen müsste, so würde dieses dadurch mit Luft ganz oder teilweise erfüllt werden und daher dem angestrebten Zweck einer siche ren Erwärmung nicht erfüllen.
Es ist daher gemäss der vorliegenden Erfindung eine be sondere Rohrverbindung 18 zwischen dem Dampfeintrittsraum bezw. der Verteilkam- mer 9 oberhalb des durch die Überlaufrich- tung gegebenen Wasserspiegels und d?r 1ion- clenswasserahleitung 16 angeordnet.
Diese Rohrleitung stellt also eine Neben leitung vom Dampfeintrittsraum zur Kon- denswasserableitung dar, nämlich eine Lei tung, die dem Wege vom Eintrittsraum durch die Rohre 6, dem Überlaufrohr 15 zur Kon- denswasserableitung gewissermassen parallel geschaltet ist. Die obere Windung des Roh res 18 wird durch ein düsenförmiges Ein satzstück 19 gebildet, das in den obern Rand der Verteilkammer 9 ragt.
Dieser obere Raum ist bei der vorliegenden Ausführungsform durell eine Wand 20 zu einem A-förmigen Kanal ausgebildet, dessen einer Schenkel 21 mit der Dampfeinströmung 8 und dessen an- clerer Schenkel 22 mit dem untern Teil der Verteilkammer 9 in Verbindung steht, wobei das Einsatzstück 19 im Scheitel der beiden Scbenkel 21 und 22 liegt (Fig. 4). Die Ver- teilkammer 9 ist durch eine Schraubkappe 23 geschlossen.
Der das Heizglied abschliessende Deckel 24 wird mittelst eines in die Kappe 23 eingeschraubten Bolzens 25 niederge halten.
Die Öffnung 19 der Nebenleitung 18 ist entsprechend dem zur Verwendung hommen- den Maximaldampfdruck so bemessen, dass beim Anheizen die Luft leicht entweichen kann, während der Dampf nur in einer sehr geringen Menge durch die Nebenleitung strö men kann. Zweckmässig ist diese Nebenlei tung ausserhalb oder, wie in Fig. 1 darge stellt. innerhalb des Wassers zu einer Rohr schlange 26 ausgebildet, in der der Dampf auf seinem Wege durch die Nebenleitung 18 kondensiert wird.
Es kann also durch das Einströmen von Dampf in die Nebenleitung 18, nachdem durch diese die Luft verdrängt worden ist, kein Verlust entstehen, weil auch die geringe, durch die Nebenleitung 18 strö mende Dampfmenge ihre Wärme an das um gebende Heizwasser abgibt und nur Kondens wasser zur Ableitung 16 gelangen kann.
Das sich bei der Wärmeabgabe des Damp fes im Heizrohrsystem bildende Kondensat tritt in die Flüssigkeit des Heizgliedes über und bildet damit einen Teil der Zirkulations- flüssigkeit. Je tiefer das Nasser in den Dampfheizrohren abwärts gedrängt wird, de sto grösser ist die Heizfläche und umgekehrt, so dass die Heizwirkung geregelt werden kann.
Die Nebenleitung 18 zwischen Dampfein- trittsraum und Kondenswasserableitung hat auch den Zweck, ein Leersaugen des Reiz körpers bei allenfalls in der Dampfleitung sich bildendem Vakuum zu verhindern, weil ja die Mündung 19 dieser Nebenleitung durch Vermittlung der Kondenswasserableitung mit der äussern Atmosphäre in Verbindung steht, so dass also im Heizglied kein Vakuum ent stehen kann.
Ausserdem wird schon bei einem von Null fast kaum verschiedenen Druck durch die Leitung 18 ein Dampfübergang unter gleichzeitiger Kondensation zur Kon- denswasserableitung stattfinden, so dass also bereits eine Erwärmung der Füllflüssigkeit zu einem Zeitpunkt eingeleitet wird, wo we gen des sehr geringen Druckes eine Erwär mung der Füllflüssigkeit durch die Heizrohre 6, die mit der Flüssigkeit in direkter Verbin dung stehen, unmöglich wäre. Hierdurch wird auch bereits die Wasserzirkulation einge leitet, die sonst bei den Dampfheizrohren bei einem grösseren Druck eingeleitet werden müsste.
Auch das Fernhalten der Flüssigkeit wird durch die Nebenleitung 18 bei einem ganz geringen Dampfdruck und infolgedessen mit einem sehr geringen Wärmeaufwand be sorgt.
Die Regelung der Grösse der Heizfläche geschieht hier, wie bereits erwähnt, durch ein Dampfdrösselventil 17, was aber, wie eingangs hervorgehoben worden ist, nur in einer unvollkommenen Weise geschehen kann, wenn der Dampfdruck vom Kessel her un verändert bleibt.
Eine viel empfindlichere Regelung der Heizwirkung kann mit der in Fig. 5 darge stellten Einrichtung erreicht werden. Hier ist der ganze Heizkörper zur Erleichterung des Verständnisses schematisch dargestellt, wobei aber die Einrichtung im Wesen der eben geschilderten entspricht und sich von dieser lediglich durch eine besondere Ausge- staltung der Regelungsvorrichtung unter scheidet.
In dem geschlossenen, gänzlich mit \Vas- ser gefüllten Heizglied 27 ist also, ebenso wie früher, ein oben geschlossenes und unten offenes Rohr 28 angeordnet, dessen oberes Ende etwas höher liegt als der Flüssigkeits- @l>iegel im Heizglied 27. Herrscht in diesem Rohr 28 kein Überdruck, so dringt von unten her Wasser ein, und zwar bis auf die Höhe des Wassers im Heizglied 27. Ausserhalb der Wasseroberfläche im Rohr 28 ist noch ein freier Raum.
In diesem Raum mündet von oben her die Dampfzuströmung 29, und fer ner liegt in ihm die obere, mit einer Düse 30 versehene Öffnung des Rohres 31, das ab- wii.rts zu einem Kondensator 32 führt, von dem ein Rohr 33 zur Kondenswasserableitung_ 34 ausgeht. Die Teile 31, 32 und 33 bilden also die oben erwähnte Nebenleitung zwischen der Da.mpfzuströmung 29 und der Kondens- zvasserableitung 34, die mit dem Überlauf rolir 35, das hier ausserhalb des Heizgliedes <B>2</B>7 angeordnet ist, durch das Rohr 36 ver bunden ist.
Das Heizglied 27 steht mit den L mlauf- oder Radiatorgliedern 37 oben und unten in Verbindung.
Soweit entspricht der Heizkörper im We- @en dem vorhin geschilderten. Bei Anlassen der Heizung, wobei also Dampf durch (las Rohr 29 zuströmt, wird zunä,clist die in der Dampfzuleitung und im obern Teile des Rohres 28 enthaltene Luft durch das Rohr 21, den lionderisator 32 und das Rohr 33 in die mit der Aussenluft in Verbindung ste hende Kondenswasserableitung 34 entwei chen, und schliesslich wird im Rohr 28 ober- halb_ cles Wasserspiegels nur mehr Dampf vorhanden sein,
der bei Anwachsen des Druckes den Wasserspiegel im Rohr 28 herab- driiclrt, eine gewisse Wassermenge aus dem Rohr 28 verdrängt und das Abfliessen einer deich grossen Wassermenge aus (lern Über- laufrobr 35 durch das Rohr 36 zur Ableitung 31 bewirkt.
Die vom Dampf bespülte Innen- 1'läche des Rohres 28 wirkt als Heizfläche auf das das Rohr 28 umgebende Wasser des Heizgliedes 27 und das sich beim Wärme- austausch bildende Kondenswasser, das sich mit dem Rest des im Rohre 28 stehenden )Ärassers vermengt, bedingt jeweils ein Über laufen einer gleich grossen Wassermenge durch die Rohre 35 und 36 zur Ableitung 34.
Nachdem die ganze Luft durch das Rohr 31 entwichen ist. wird durch die Düse 30 ein Teil des durch das Rohr 29 zuströmenden Dampfes in das Rohr 31 gelangen, kommt aber von hier in den Oberflächenkondensator 32, der gleichfalls das ihn umgebende Was ser des Heizgliedes<B>2-7</B> envärint, so dass also auch der durch die Nebenleitung strömende Dampf zur Heizwirkung herangezogen wird und im kondensierten Zustande durch das Rohr 33 der Ableitung 34 zufliesst.
Zur Regelung der Heizwirkung -wird min in der Überlaufleitung 35, 36 ein Drossel- oder Absperrorgan eingeschaltet, und zwar vorzugsweise für obern Ende des Überlauf rohres 35, das bei der dargestellten Ausfüh rungsform in ein Gefäss 38 hineinragt, von dem das Rohr 36 abzweigt. Auf dem Ende des Überlaufrohres 35 ist zur Ermöglichung einer Feineinstellung des Abflusses ein Na delventil 39 angeordnet, mit dem das Über laufrohr 35 auch gänzlich abgesperrt wer den kann.
Wird (las Nadelventil 39 gesperrt, so dass also durch das Überlaufrohr 35 kein ZVasser abfliessen kann, so kann der in das Rohr 28 einströmende Dampf das dort be findliche MTasser auch nicht nach unten ver drängen, oben Glas zti verdrängende Was ser durch (las gesperrte Rohr 35 nicht ent weichen könnte. Wird das Nadelventil ge- öffnet, so kann der Dampf den Wasserspiegel im Rohr 28 nach i@'Tass,
aabe des durch die Ven tilöffnung gebotenen Widerstandes nieder drücken. Durch die stärkere oller schwächere rröffnung des Nadelventils 39 kann also die Heizfläche des Rohres 28 geändert werden, und zwar in viel empfindlicherer Weise, als dies durch Änderung der Dampfzuströmung möglich wäre. -weil ja die Regelung der Ab flussmenge des Z@,Tassers, also eines dichterer' Mittels als Dampf,
in viel genauerer und wirkamerer @3'eisc 'oe@clielieri kann. :11;4 dis, Regelung der @ai'rpfzuaröniun. Die Regelung der Überlaufwassermenge bietet aber auch noch andere Vorteile.
Sollte zum Beispiel aus irgend einem Grunde, sei es, dass das _ Anheizen besonders rasch vor sich geht, sei es, dass ein abgesperrt gewe sener Dampfstrang erst während des Betrie bes geöffnet wird, wobei es, also vorkommen mag, dass die Luft nicht genügend rasch durch das Rohr 31 entweichen kann; sollte also aus derartigen Gründen das Heizglied infolge der Anwesenheit von Luft im Rohre 28 nur unvollkommen wirken, was sich durch eine sehr langsame oder ungenügende Erwär mung bemerkbar macht, so braucht man nur das Regelungsventil 39 auf kurze Zeit, etwa drei bis fünf Minuten, zu schliessen.
Hier durch wird es dem aus dem Dampfluftge- miscli sich bildenden Kondensat unmöglich, eine jeweils gleich grosse Menge Wasser durch das Überlaufrohr 35 zu verdrängen und es findet ein Rückstauen des Wassers im Rohre 28 statt, wodurch schliesslich das im Rohr 28 immer höher steigende Wasser des Dampf luftgemisches durch das Rohr 31 verdrängt. Ist das schädliche Dampf@luftgemisch auf diese Weise beseitigt worden, wobei selbst verständlich der -darin enthaltene Dampf im Kondensator 32 unter Wärmeabgabe kon densiert wird, so wird das Regelungsventil 39 wieder so weit geöffnet, als es der beabsich tigten Heizwirkung entspricht, und der Heiz körper muss nunmehr in befriedigender Weise arbeiten.
Wie man sieht, wirkt das Regelungsorgan 39 bei dieser Ausführungsform auf den Über schuss der gesamten, im Heizkörper befind lichen Wassermenge ein, da es sich aber für die Regelung der Grösse der Heizfläche in den Dampfrohren nur darum handelt, die aus diesen Heizrohren zu verdrängende Wasser menge zu regeln, so kann die Regelung noch dadurch weit empfindlicher gemacht werden, dass man das Regelungsorgan tatsächlich nur an der Verbindungsstelle zwischen Dampf rohr und Wasserraum des Heizgliedes wirken lässt. Eine solche Ausführungsform des Heiz- gliedes ist in Fig. 6 schematisch dargestellt.
Auch hier ist wieder in dem mit Wasser zu füllenden Heizglied 40 ein Dampfrohr 41 eingesetzt, das von dem Eintrittsraum 42 ausgeht, in welchen die Dampfzuleitung 43 einmündet. Neben dem Wasserraum 40 ist eine Kammer 44 angeordnet, in welcher das vom untern Teil des Wasserraumes abzwei gende Überlaufrohr 45 aufsteigt, und von der unten die Kondenswasserableitung 46 aus geht.
Vom Dariipfeintrittsraum 42 führt eine Verbindungsöffnung 47 unmittelbar in die Kammer 44 und diese unmittelbare Verbin dung stellt nichts anderes dar, als die vorhin mehrfach erwähnte Nebenleitung, da auch durch sie der Dampfeintrittsraum 42 mit der Kondenswasserableitung 46 verbunden ist. Es wird also die bei Inbetriebsetzung der Hei zung in der Dampfleitung befindliche Luft durch den Dampf durch die düsenförmige Öffnung 47 in die Kammer 44 gedrängt wer den und durch die Leitung 46 ins Freie strö men.
Die an sich geringfügige Dampfmenge, die nach Verdrängung der Luft durch die Öffnung 47 in die Kammer 44 strömt, wird hier, da sie ihren Weg zwischen der Aussen wand und dem Überlaufrohr 45 nimmt, ihre Wärme nutzbringend abgeben und, bevor sie noch zur Ableitung 46 kommt, kondensiert, so dass keine Dampfverluste entstehen.
Das Regelungsorgan ist hier nun a m un tern Ende des Dampfheizrohres 41 angeord net. Dieses Dampfheizrohr besitzt unten nur eine, mit einem Drossel- oder Absperrorgan 48 versehene Öffnung, deren freier Durch gangsquerschnitt durch das ventilartige Ab sperrorgan 48, dessen Spindel 49 von einem aussen gelegenen-Handgriff 50 betätigt wird, beliebig eingestellt werden kann.
Je mehr die ser Durchgangsquerschnitt verengt wird, desto weniger Wasser kann aus dem Dampf heizrohr 41 in den Wasserraum des Heiz- gliedes 40 fliessen, desto geringer ist das Mass der durch den Dampf bewirkten Verdrän gung des Wassers aus dem Dampfheizrohr und desto kleiner ist die Heizfläche des Dampfrohres gegenüber dem es umgebenden Wasser im Heizglied und umgekehrt.
Selbst verständlich stellt sich der Wasserspiegel im Dampfheizrohr 41, dem jeweiligen Dampf- druck und dem jeweiligen Eröffnungsquer schnitt des Regelungsorganes 48 entspre chend, auf einer bestimmten Höhe ein und bleibt unverändert auf dieser Höhe, weil durch die untere Öffnung des Dampfheiz- rohres 41 soviel Wasser in den Wasserraum 40 des Heizgliedes verdrängt wird und durch das Überlaufrohr abfliesst, als durch Konden sation des Dampfes im Dampfheizrohr ge bildet wird.
Wird das Regelungsorgan 48 gänzlich gesperrt, so dass also die Verbindung des Dampfheizrohres mit dem Wasserraum des Heizgliedes 40 unterbrochen ist, so kann die durch Kondensation im Dampfheizrohr 41 zuwachsende Wassermenge nicht ver- @irängt werden; es steigt daher der Wasser spiegel im Dampfheizrohr, die Heizfläche wird immer kleiner und- wird Null, wenn das ganze Dampfheizrohr mit Wasser gefüllt ist.
Da die Regelung jetzt unmittelbar auf die Verbindung zwischen Dampfheizrohr und -Wasserraum des Heizgliedes 40 wirkt, so ist die in den bei 51 und 52 angeschlossenen Radiatorgliedern (in der Zeichnung nicht dargestellt) befindliche Wassermenge an dem. Regelungsvorgangs, gänzlich unbeteiligt, so dass die Empfindlichkeit der Regelung kla- rerweise erhöht ist.
Die Verbindungsöffnung 53 zwischen dem obern Teil des Wasserraumes des Ileiz- gliecles 40. und der Kammer 44 dient zur Ent lüftung des Wasserraumes.
In baulicher Beziehung kann das Heiz glied und seine Inneneinrichtung selbstver ständlich in mannigfaltiger Weise ausgeführt werden.
Da, die gesamte, durch die Heizwirkung entstehende Kondensatmenge durch die Kon- denswasserableitung abfliesst, ohne dass die Möglichkeit bestünde, dass Dampf als solcher entweicht, weil ja auch, wie oben gezeigt worden ist, die in die Nebenleitung einströ mende Dampfmenge jedenfalls kondensiert wird, ehe sie noch die Kondenswasserablei- tung erreicht,
so ergibt die Messung des durch die Kondenswasserableitung abfliessenden Wassers das Mass für die verbrauchte Heiz- energie. Ein solcher Heizkörper eignet sich also ganz besonders für Heizungsanlagen, deren Heizenergie verkauft oder vermietet werden soll. Ein an die Kondenswasserablei- tung angeschlossener Wassermesser wirkt nämlich unmittelbar als Heizenergiezähler, der genau angibt, was der Abnehmer an Heiz- energie verbraucht hat. Eine derartige genaue Messung der verbrauchten Energie ist bei keiner andern Heizung möglich.
Steam hot water radiator. The invention relates to those steam hot water,, heating elements, in which at least one steam pipe, open at the bottom, is arranged in a heating element connected to circulation elements, into which the steam is created by an overflow device against the pressure of an overflow device in the heating element Water column enters.
According to this invention, a connection or secondary line leading from the steam inlet space into the condensate discharge line is provided, the opening of which is located in the area of the steam inflow and lies above the maximum water level. In this secondary line, a capacitor, for example. a pipe coil.
The upper, preferably nozzle-like opening of the secondary line is dimensioned in accordance with the maximum cleavage pressure used so that the air in the system can easily escape when the system is heated up, although only in small quantities against steam, and if there is a coil is arranged, is condensed, through the secondary line-can. - The regulation of the heating effect, namely the enlargement or reduction of the heat exchange surfaces of the steam pipe system,
That is, the degree of downward displacement of the water in the steam pipes open at the bottom by the steam flowing in from above can be controlled by regulating the steam flow, that is, by some kind of throttle.
However, this type of control of the heating effect is only very imperfect, because the steam water heating surface always receives a maximum value dependent on the steam pressure and the steam throttling is practically worthless at higher water temperatures. A much more sensitive control of the heating effect can be made possible by this. that it is not the steam inflow that is more or less throttled, but the water overflow pipe, for which purpose it receives a throttle device, by means of which it can also be completely blocked.
However, an even higher degree of sensitivity in regulating the heating effect can be achieved if the connection between the interior of the steam pipe and the water space of the heating element is influenced by a regulating or throttling element, because those in the heating element and in The amount of water in the connected radiator elements or the rooms in which this amount of water is located have nothing to do with the control.
1, 2 and 3 of the drawings show an exemplary embodiment of a heating element according to the invention, where at Fi (,: 1. a vertical section, Fig. 2 is a side view of the overall arrangement of the heater partially in section, and Fig. 3 illustrate a top view of the radiator;
Fig. 4 shows a detail of the interior of the heating member; Fig. 5 shows a schematic representation of another imple mentation form of the heater, and Fig. 6 shows a third embodiment of the heating member. , each in a vertical cut.
In the embodiment of the heater according to FIGS. 1 to 4, the heating element is denoted by 1 and this is above and below through the nipple connections 2 and 3 with the circulation or Radiatorglieclern 4 in Ver connection. The heating element thus forms one end element of the entire radiator. The heating gliea 1, like the radiator members 4, is completely filled with water, and is provided with a steam pipe system that reaches down to the vicinity of the floor and consists of double pipes, namely an inner pipe 5 and an outer space 7 with a ring-shaped cross-section tube 6.
The annular space 7 is open at the bottom and closed at the top and its upper part is connected to the steam supply line.
The steam flowing in through a pipe 8 (see also FIG. 4, which shows a vertical section, perpendicular to the vertical section of the steam inlet space shown in FIG. 1) enters a distribution chamber 9, from which it flows through branch nozzles 10 and 11 flows into the annular space 7 of the double pipes.
The inflow through the pipe 8 can also be regulated by a thermostatic device which consists of an expansion body 12 (FIG. 2), which in turn is composed of a number of expandable elements. The thermostat 12 is enclosed in a housing 13 attached tightly to the front of the heating element and at the lowest point of the heating element, ie. H. placed in such a way that it is influenced by the coldest circulating water and is easily accessible. The thermostat acts on the valve 14 which regulates the flow of steam in a known manner.
Inside the heating element 1, an overflow device is arranged, which consists of a pipe 15 and is connected to the condensate discharge line 16 (Fig. 1 and. 3).
Before starting, the entire radiator, including the pipe system, is filled with water. If steam is then allowed to flow into the heating element 1, it counteracts the column of water present in the heating element and presses the water out of the ring spaces 7 of the double pipe system.
At the beginning of the steam inflow or even at a very low steam filling level, the upper part of the inner tubes 5 is heated so that the water located therein rises and colder water has to flow in from below, whereby the water circulation is initiated. When setting for the first time, the steam inlet pressure is determined by a regulating device 17 (FIG. 2) in such a way that the interior of the double pipe system 5,
6 fulfilling water is just displaced to the vicinity of the lower edge. so that no direct steam entry can take place in the water to be heated. However, since the air in the steam distribution network would have to get into the steam heating pipe system 6 when heating up, this would be completely or partially fulfilled with air and therefore not fulfill the intended purpose of safer heating.
It is therefore according to the present invention a special pipe connection 18 BEZW between the steam inlet chamber. the distribution chamber 9 is arranged above the water level given by the overflow direction and the 1ionclenswasserahleitung 16.
This pipeline thus represents a secondary line from the steam inlet space to the condensate discharge line, namely a line which is connected to a certain extent in parallel with the path from the inlet space through the pipes 6, the overflow pipe 15 to the condensate discharge line. The upper turn of the pipe res 18 is formed by a nozzle-shaped insert 19 that protrudes into the upper edge of the distribution chamber 9.
In the present embodiment, this upper space is formed by a wall 20 to form an A-shaped channel, one leg 21 of which is connected to the steam inflow 8 and the other leg 22 of which is connected to the lower part of the distribution chamber 9, the insert 19 lies at the apex of the two legs 21 and 22 (Fig. 4). The distribution chamber 9 is closed by a screw cap 23.
The cover 24 closing off the heating element is held down by means of a bolt 25 screwed into the cap 23.
The opening 19 of the secondary line 18 is dimensioned in accordance with the maximum steam pressure to be used so that the air can easily escape during heating, while the steam can only flow through the secondary line in a very small amount. Appropriately, this Nebenlei device is outside or, as shown in Fig. 1 Darge. formed within the water to form a coil 26 in which the steam is condensed on its way through the secondary line 18.
So there can be no loss due to the inflow of steam into the secondary line 18 after the air has been displaced by this, because the small amount of steam flowing through the secondary line 18 gives off its heat to the surrounding heating water and only condensation water can reach the derivation 16.
The condensate that forms when the steam gives off heat in the heating pipe system passes into the liquid in the heating element and thus forms part of the circulating liquid. The deeper the water is pushed down in the steam heating pipes, the larger the heating surface and vice versa, so that the heating effect can be regulated.
The secondary line 18 between the steam inlet space and condensate drainage also has the purpose of preventing the irritant body from being sucked empty if a vacuum is formed in the steam line, because the opening 19 of this secondary line is connected to the outside atmosphere through the condensation drainage system, see above so that no vacuum can arise in the heating element.
In addition, even if the pressure through the line 18 hardly differs from zero, there will be a vapor transfer with simultaneous condensation for condensation drainage, so that the filling liquid is already heated at a point in time when the very low pressure causes heating the filling liquid through the heating tubes 6, which are in direct connection with the liquid, would be impossible. This also initiates the water circulation that would otherwise have to be initiated in the steam heating pipes at a higher pressure.
Also keeping the liquid away is provided by the secondary line 18 with a very low vapor pressure and consequently with a very low heat input.
The size of the heating surface is regulated here, as already mentioned, by means of a steam valve 17, which, however, as was emphasized at the beginning, can only be done in an imperfect manner if the steam pressure from the boiler remains unchanged.
A much more sensitive control of the heating effect can be achieved with the device shown in Fig. 5 Darge. Here, the entire radiator is shown schematically to facilitate understanding, but the device essentially corresponds to the one just described and differs from it only through a special design of the regulating device.
In the closed heating element 27, which is completely filled with water, there is, as before, a tube 28 closed at the top and open at the bottom, the upper end of which is slightly higher than the liquid level in the heating element 27 If there is no excess pressure in this pipe 28, water penetrates from below, up to the level of the water in the heating element 27. Outside the water surface in the pipe 28 there is still a free space.
The steam inflow 29 opens into this space from above, and furthermore the upper opening of the pipe 31, which is provided with a nozzle 30 and leads downwards to a condenser 32, from which a pipe 33 leads to the condensate drainage 34 goes out. The parts 31, 32 and 33 thus form the above-mentioned secondary line between the Da.mpfzuströmung 29 and the condensate drainage 34, which is connected to the overflow roller 35, which is arranged here outside the heating element <B> 2 </B> 7, is connected ver through the tube 36.
The heating member 27 is connected to the flow or radiator members 37 above and below.
So far, the radiator in We- @en corresponds to the one described above. When the heating is started, with steam flowing in through the pipe 29, the air contained in the steam supply line and in the upper part of the pipe 28 is first transferred through the pipe 21, the lionderizer 32 and the pipe 33 to the outside air in Connected condensate drainage 34 will escape, and finally only steam will be present in the pipe 28 above the water level,
which, when the pressure increases, pushes the water level in the pipe 28 down, displaces a certain amount of water from the pipe 28 and causes a large amount of water to flow out of the dike (learn overflow pipe 35 through the pipe 36 to the drain 31.
The inner surface of the pipe 28 which is flushed by steam acts as a heating surface on the water of the heating element 27 surrounding the pipe 28 and the condensation water that forms during the heat exchange and mixes with the rest of the water in the pipe 28 In each case, an equal amount of water runs through the pipes 35 and 36 to the discharge 34.
After all the air has escaped through the pipe 31. a part of the steam flowing through the pipe 29 will pass through the nozzle 30 into the pipe 31, but from here it comes into the surface condenser 32, which likewise envärint the water of the heating element <B> 2-7 </B> surrounding it, so that the steam flowing through the secondary line is also used for the heating effect and, in the condensed state, flows through the pipe 33 to the discharge line 34.
To regulate the heating effect, a throttle or shut-off device is switched on in the overflow line 35, 36, preferably for the upper end of the overflow pipe 35, which protrudes into a vessel 38 in the illustrated embodiment, from which the pipe 36 branches off. At the end of the overflow pipe 35, a needle valve 39 is arranged to allow fine adjustment of the outflow, with which the overflow pipe 35 is also completely shut off who can.
If (the needle valve 39 is blocked so that no water can flow out through the overflow pipe 35, then the steam flowing into the pipe 28 cannot force the water located there downwards either; Could not escape pipe 35. If the needle valve is opened, the steam can raise the water level in pipe 28 to i @ 'Tass,
Press down aabe of the resistance offered by the valve opening. As a result of the greater or weaker opening of the needle valve 39, the heating surface of the tube 28 can be changed, in a much more sensitive manner than would be possible by changing the steam inflow. -Because yes the regulation of the flow rate of the Z @, cup, i.e. a denser 'agent than steam,
in much more precise and effective @ 3'eisc 'oe @ clielieri can. : 11; 4 dis, regulation of @ ai'rpfzuaröniun. Controlling the amount of overflow water also offers other advantages.
Should, for example, for any reason, be it that the heating-up happens particularly quickly, be it that a steam line that has been shut off is only opened during operation, whereby it may happen that there is not enough air can escape quickly through the tube 31; So if for such reasons the heating element only work imperfectly due to the presence of air in the tube 28, which is noticeable by a very slow or insufficient warming, you only need the control valve 39 for a short time, about three to five minutes conclude.
This makes it impossible for the condensate that forms from the vapor air mixture to displace an equal amount of water through the overflow pipe 35 and the water backs up in the pipe 28, which ultimately causes the water rising higher and higher in the pipe 28 Displaced vapor and air mixture through pipe 31. If the harmful steam @ air mixture has been eliminated in this way, of course the steam contained therein is condensed in the condenser 32 while giving off heat, the control valve 39 is opened again as far as it corresponds to the intended heating effect, and the heating body must now work in a satisfactory manner.
As you can see, the control element 39 acts in this embodiment on the surplus of the entire amount of water in the radiator, since it is only a matter of controlling the size of the heating surface in the steam pipes, the water to be displaced from these heating pipes To regulate the amount, the regulation can be made even more sensitive by actually only allowing the regulating element to act at the connection point between the steam pipe and the water space of the heating element. Such an embodiment of the heating element is shown schematically in FIG.
Here, too, a steam pipe 41 is inserted into the heating element 40 to be filled with water, which pipe extends from the inlet space 42 into which the steam feed line 43 opens. In addition to the water space 40, a chamber 44 is arranged in which the abzwei lowing overflow pipe 45 from the lower part of the water space rises, and from the bottom the condensation drainage 46 goes out.
From the Dariipfeintrittsraum 42 a connection opening 47 leads directly into the chamber 44 and this direct connec tion is nothing other than the previously mentioned secondary line, since the steam inlet space 42 is connected to the condensate drainage 46 through it. So it is the air present in the steam line when the heating is started up by the steam through the nozzle-shaped opening 47 into the chamber 44 who flows through the line 46 into the open air.
The actually small amount of steam that flows through the opening 47 into the chamber 44 after the air has been displaced, will here, since it takes its way between the outer wall and the overflow pipe 45, give off its heat usefully and before it goes to the discharge 46 comes, condenses, so that no loss of steam occurs.
The regulating element is now net angeord at the lower end of the steam heating tube 41. This steam heating tube has at the bottom only one, provided with a throttle or shut-off valve 48 opening, the free passage cross-section through the valve-like shut-off member 48, whose spindle 49 is operated by an outside handle 50, can be set as desired.
The more this passage cross-section is narrowed, the less water can flow out of the steam heating tube 41 into the water space of the heating element 40, the lower the degree of displacement of the water from the steam heating tube caused by the steam and the smaller the heating surface of the steam pipe in relation to the surrounding water in the heating element and vice versa.
It goes without saying that the water level in the steam heating tube 41, the respective steam pressure and the respective opening cross section of the regulating element 48 is set at a certain level and remains unchanged at this level because there is so much water through the lower opening of the steam heating tube 41 is displaced into the water space 40 of the heating element and drains through the overflow pipe than is formed by condensation of the steam in the steam heating pipe.
If the regulating element 48 is completely blocked, so that the connection between the steam heating pipe and the water space of the heating element 40 is interrupted, the amount of water that increases due to condensation in the steam heating pipe 41 cannot be increased; therefore the water level in the steam heating pipe rises, the heating surface becomes smaller and smaller and becomes zero when the whole steam heating pipe is filled with water.
Since the control now acts directly on the connection between the steam heating pipe and the water chamber of the heating element 40, the amount of water in the radiator elements connected at 51 and 52 (not shown in the drawing) is at the. Control process, completely uninvolved, so that the sensitivity of the control is clearly increased.
The connection opening 53 between the upper part of the water space of the ileum 40 and the chamber 44 is used to vent the water space.
In structural terms, the heating element and its interior can of course be carried out in a variety of ways.
Since the entire amount of condensate created by the heating effect flows off through the condensate drain, there is no possibility of steam as such escaping, because, as shown above, the amount of steam flowing into the secondary line is in any case condensed, before it reaches the condensate drain,
The measurement of the water flowing off through the condensate drain gives a measure of the heating energy used. Such a radiator is particularly suitable for heating systems whose heating energy is to be sold or rented. A water meter connected to the condensate drain acts directly as a heating energy meter, which indicates exactly what heating energy the consumer has used. Such an exact measurement of the energy consumed is not possible with any other heating system.