DE1070360B

DE1070360B -

Info

Publication number: DE1070360B
Application number: DENDAT1070360D
Authority: DE
Publication date: 1959-12-03

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erhitzen einer Flüssigkeit mittels eines gas- oder ölbeheizten Durchlauferhitzers mit Wärmetauscher, bei dem die zuströmende kalte Flüssigkeit, bevor sie mit der von den Heizgasen beaufschlagten Heizfläche in Berührung kommt, durch bereits erwärmte Flüssigkeit vorgewärmt wird. Die Vorwärmung der zuströmenden kalten Flüssigkeit durch bereits erwärmte Flüssigkeit geschieht dabei zu dem Zweck, daß an der Heizfläche, an (Jer die Flüssigkeit entlangströmt und die von den Verbrennungsgasen beaufschlagt wird, keine Kondensation eintritt.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein zur Durchführung dieses Verfahrens . geeigneter Durchlauferhitzer.

Es ist bekannt, daß bei den üblichen Durchlauferhitzern für Flüssigkeiten, z.B. für Wasser, sehr unangenehme Korrosionserscheinungen auftreten können, wenn irgendwo im Durchlauferhitzer die Verbrennungsgase in unmittelbare Berührung mit Wandungsteilen kommen, die eine zu niedrige Temperatur aufweisen. Hierdurch kondensiert der in den Verbrennungsgasen vorhandene Wasserdampf, wobei, falls das zu verbrennende Gas auch Schwefel enthält, Schwefelsäure gebildet wird, die die genannten Korrosionserscheinungen verursacht.

Es sind bereits Flüssigkeitserhitzer vorgeschlagen worden, bei denen das zuströmende kalte Wasser durch einen Mantel, in dem sich ruhendes erwärmtes Wasser befindet, gegen direkte Berührung der von den Verbrennungsgasen beaufschlagten Heizfläche abgeschirmt wird. Diese bekannten Flüssigkeitserhitzer sind sogenannte Mantelgeräte und haben als solche den Nachteil, daß der ruhende Wasserinhalt sehr groß und die Anwärmezeit des Wassers verhältnismäßig lang ist. Außerdem ist die Durchströmungsgeschwindigkeit des Wassers bei solchen Mantelgeräten gering, was die Kesselsteinbildung fördert. Daneben ist auch noch die Druckfestigkeit solcher Mantelgeräte für moderne Anlagen, die vollautomatisch arbeiten müssen, zu klein.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, nicht nur die Bildung von Kondenswasser und die dadurch entstehenden Korrosionserscheinungen zu verhindern, sondern auch eine sehr schnelle Aufheizung der Flüssigkeit, z. B. des Wassers, zu erreichen, damit das heiße Wasser möglichst bald nach. Einschaltung der Heizquelle zur Verfügung steht. Hierfür kommen als Flüssigkeitserhitzer aber nur nach Art von Durchlauferhitzern ausgebildete Geräte in Betracht.

Nach der Erfindung wird das Verfahren zum Erhitzen einer Flüssigkeit mittels eines gas- oder ölbeheizten Durchlauferhitzers mit Wärmetauscher, bei dem die zuströmende kalte Flüssigkeit, bevor sie mit der von den Heizgasen beaufschlagten Heizfläche in Berührung Verfahren zum Erhitzen einer Flüssigkeit mittels eines gas- oder ölbeheizten
Durchlauferhitzers mit Wärmetauscher
und Durchlauferhitzer zur Durchführung des Verfahrens

Anmelder:

Ir. Gerhard Josef Tellie Heijning,
Delft (Niederlande)

Vertreter: Dipl.-Ing. R. Müller-Börner, Berlin-Dahlem, Podbielskiallee 68, und Dipl.-Ing. H.-H. Wey, München 23, Patentanwälte

Ir. Gerhard Josef Tellie Heijning, Delft (Niederlande), ist als Erfinder genannt worden

kommt, durch bereits erwärmte Flüssigkeit vorgewärmt wird, dadurch verbessert, daß die kalte Flüssigkeit zunächst im Innenraum mindestens eines ummantelten

40. Vorerhitzers vorgewärmt, danach durch einen Teil eines geteilten Wärmetauschers geführt und von dort im Gegenstrom durch die Ummantelung des bzw. der Vorerhitzer geleitet wird, um anschließend im anderen Teil des Wärmetauschers auf die Endtemperatur erhitzt zu werden.

Der für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Durchlauferhitzer ist dadurch gekennzeichnet, daß dieser mindestens einen Vorerhitzer mit ineinanderliegenden Kanälen und einen geteilten Wärmetauscher aufweist, wobei der innere Kanal des bzw. der Vorerhitzer, ein Teil des Wärmetauschers, der äußere Kanal des bzw. der Vorerhitzer und der andere Teil des Wärmetauschers, dem das Warmwasser entnommen wird, hintereinandergeschaltet sind.

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Claims

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung können der bzw.. die .Vorerhitzer aus drei ineinanderliegenden Rohren bestehen, die zwei ringförmige Kanäle bilden, in die Drähte so eingelegt sind, daß für die kalte und . die vorgewärmte Flüssigkeit schraubenförmige Kanäle entstehen, die im Gegenstrom durchflossen werden. Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der Beschreibung hervor, in der an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel eines Durchlauferhitzers, der nach der Erfindung arbeitet und ausgebildet ist, näher erläutert wird. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt des Durchlauferhitzers zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung, Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Vorerhitzer des in Fig. 1 dargestellten Durchlauferhitzers. Nach dem schematischen Längsschnitt in Fig. 1 ist in einer Zuführungsleitung 1 für das Heizgas ein Absperrhahn 2 vorgesehen. 3 ist einer der Brenner und 4 die Heizflamme. Der Durchlauferhitzer ist mit einem Außenmantel 5 und einem Innenniantel 5' versehen, der mit den Heizgasen in Berührung kommt. Unmittelbar oberhalb der Flamme 4, wo die stärkste Auf heizung der zugeführten Flüssigkeit erfolgt, ist ein geteilter Wärmetauscher 7, 8 angeordnet. In dem Innenmantel 5' sind beispielsweise zwei ummantelte Vorerhitzer 6 angebracht, deren Aufbau und Wirkungsweise weiter unten erläutert werden. Die erhitzte Flüssigkeit verläßt den Durchlauferhitzer durch die Abflußleitung 15, während die Abgase durch den Schornstein 16 abgeführt werden. Die zu erhitzende Flüssigkeit wird durch eine Leitung 10 zugeführt, in der sich ein Absperrhahn 9 befindet. Diese kalte Flüssigkeit, die z. B. im Falle von Wasser eine Temperatur νόη 1 ° C besitzen kann, würde bei unmittelbarem Kontakt mit den Heizgasen diese Heizgase so weit abkühlehy daß an den Wandungen Kondenswasserbildung auftreten würde, was auf die Dauer zu Korrosionen führt, besonders dann, wenn die Heizgase einen bestimmten "Schwefelgehalt besitzen. Um diesen Kondensationserscheinungen vorzubeugen, durchströmt die zugeführte kalte Flüssigkeit zunächst den Innenraum eines oder mehrerer ummantelter Vorerhitzer 6. In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines derartigen ummantelten Vorerhitzers schematisch dargestellt. Auf einem inneren Rohr 17 des Vorerhitzers 6 sind flüssigkeitsdichte und vollkommen voneinander getrennte Kanäle 18 und 19: angebracht, in die Drähte 20 und 21 so eingelegt sind, daß sie an den die Kanäle 18 und 19 begrenzenden Rohren anliegen und schraubenförmige Kanäle für die durchströmende Flüssigkeit bilden. Die kalte Flüssigkeit strömt aus der LeitunglO in den inneren Kanal 18 ein, und nach dem Durchströmen dieses schraubenförmigen Kanals 18 findet der Abfluß durch die Leitung 11 s'tätt. Der innere Kanal 18 : ist vollkommen von dem äußeren Kanal 19 umgeben, "in dem, durch die Leitung 12 zugeführt, bereits in dem Teil 7 des Wärmetauschers erwärmte Flüssigkeit strömt. Diese Flüssigkeit gibt während des Dürchströmens des schraubenförmigen Kanals 19 einen Teil ihrer ' Wärme an die kalte Flüssigkeit im inneren Kanal 18 ab, wodurch die kalte Flüssigkeit im Kanal 18 minde-' stens auf etwa 30° C erhitzt und die den äußeren Kanal - 19 durchströmende Flüssigkeit abgekühlt wird. ■ Dieser Abkühlung wird jedoch dadurch entgegen- : ■ gewirkt, daß der äußere Käriäl 19 in unmittelbarer Be" rührüng mit den Heizgasen der Flamme 4 steht. Jedenfalls soll darauf geachtet werden, daß die Flüssigkeit in dem äußeren Kanal 19 'durch die kalte Flüssigkeit im inneren Kanal 18 nicht so weit abgekühlt wird, daß ihre Temperatur unter 30° C absinkt, da sonst die nachteilige Kondensation auftreten kann. Nach dem Durchströmen des äußeren Kanals 19 wird die Flüssigkeit durch die Leitung 13 in den anderen Teil 8 des Wärmetauschers zurückgeführt, wo die Flüssigkeit infolge der unmittelbaren Berührung mit den Heizgasen eine weitere Temperaturerhöhung erfährt, um schließlich durch die Leitung 14 der Abflußleitung 15 zugeführt zu werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel strömt also die Flüssigkeit von 1° C in das Gerät durch die Leitung 10 ein, durchläuft den inneren Kanal 18 des Vorerhitzers 6 und verläßt diesen mit einer Temperatur von mehr als 30° C. Danach durchströmt die Flüssigkeit den ersten Teil 7 des Wärmetauschers, wo eine weitere Temperaturerhöhung stattfindet. Auf ihrem weiteren Strömungsweg durchströmt die Flüssigkeit 'den äußeren Kanal 19 des Vorerhitzers 6 und nimmt hierbei einerseits durch den unmittelbaren Kontakt mit der Flamme 4 Wärme auf, gibt jedoch andererseits Wärme an die kalte Flüssigkeit im inneren Kanal 18 ab, wobei darauf zu achten ist, daß durch die Abkühlung der Flüssigkeit die Temperatur nicht unter 30° C absinkt. Danach strömt die Flüssigkeit durch die Leitung 13 nach dem zweiten Teil 8 des Wärmetauschers zurück, um schließlich durch die Leitungen 14 und 15 abgeführt zu werden. Hieraus geht hervor, daß während der Aufheizung der kalten, frisch zugeführten Flüssigkeit diese Flüssigkeit nicht eher mit den Heizgasen in unmittelbare Berührung kommt, bevor die Temperatur der Flüssigkeit nicht mindestens bis auf 30° C erhöht worden ist und die Temperatur der bereits erwärmten Flüssigkeit nirgends unter 30° C absinkt. Bei der Inbetriebsetzung des Erhitzers aus seinem kalten Zustand kann zwar diese Bedingung noch nicht erfüllt werden, aber die oben beschriebenen Verhältnisse werden sehr schnell erreicht und stellen den stabilen Betriebszustand dar. Der Durchlauferhitzer nach der Erfindung kann mit Leuchtgas sowie mit anderen brennbaren Gasen oder auch mit öl beheizt werden. m Patentansprüche:

1. Verfahren zum Erhitzen einer Flüssigkeit mittels eines gas- oder ölbeheizten Durchlauferhitzers mit Wärmetauscher, bei dem die zuströmende kalte Flüssigkeit, bevor sie mit der von den Heizgasen beaufschlagten Heizfläche in Berührung kommt, durch bereits erwärmte Flüssigkeit vorgewärmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die kalte Flüssigkeit zunächst im Innenraum mindestens eines ummantelten Vorerhitzers vorgewärmt, danach durch einen Teil eines geteilten Wärmetauschers geführt und von dort im Gegenstrom durch die Ummantelung des bzw. der Vorerhitzer geleitet wird, um anschließend im anderen Teil des Wärmetauschers auf die Endtemperatur erhitzt zu werden.

2. Durchlauferhitzer zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser mindestens einen Vorerhitzer (6) mit ineinanderliegenden Kanälen (18, 19) und einen geteilten Wärmetauscher (7, 8) aufweist, wobei der innere Kanal (18) des bzw. der Vorerhitzer (6), ein Teil (7) des Wärmetauschers (7, 8), der äußere Kanal (19) des bzw. der Vorerhitzer (6) und der

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andere Teil (8) des Wärmetauschers (7, 8), dem das Warmwasser entnommen wird, hintereinandergeschaltet sind (Fig. 1).

3. Durchlauferhitzer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Vorerhitzer (6) aus drei ineinanderliegenden Rohren bestehen, die zwei ringförmige Kanäle (18, 19) bilden, in die

Drähte (20, 21) so eingelegt sind, daß für die kalte und die vorgewärmte Flüssigkeit schraubenförmige Kanäle (18, 19) entstehen, die im Gegenstrom durchflossen werden (Fig. 2).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 465 935, 552 932.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen