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Durchlauferhitzer Die vorliegende Erfindung betrifft einen Durchlauferhitzer
mit Regelung der Wärmezufuhr durch einen Thermostaten, dessen Fühler von der Temperatur
der Kaltwasserleitung des zu beheizenden Mediums (Zweitmedium) beeinflußt wird,
um die Wärmezufuhr mit Zapfbeginn selbsttätig einzuschalten und nach Beendigung
des Wasserdurchlaufs selbsttätig abzusperren.
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Bei mit Heizwasser beschickten Brauchwasservorwärmern wird angestrebt,
mit beginnender Wasserentnahme eine sofortige Ansprechreaktion des thermischen Fühlers
und damit der Regeleinrichtung zu erzielen, um weitgehend die Totzeit in der Beheizung
des Brauchwassers auszuschalten und einen sofortigen Fluß des Heizmediums zu erhalten,
damit weitgehend Abweichungen vom Wärme-Sollwert vermieden werden. Infolge des sehr
trägen Wärmeflusses sowohl im Brauchwasser als auch in den Armaturen, ist die Totzeit
so lang, daß vor allem die Regeleinrichtung bei Kurzentnahmen gar nicht mehr zum
Ansprechen kommt, während bei längerer Entnahme vorerst die Brauchwassertemperatur
soweit abfällt bis dieser Temperaturabfall ausreicht, den Thermostaten zum Ansprechen
zu bringen und damit den Heizwasserzufluß zur Beheizung freizugeben.
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Aber auch in anderen Fällen, so z. B. bei dampfbeheizten Kunststoffkalandern,
bei denen das Produkt wechselweise beheizt und gekühlt werden muß, folgt das thermostatgesteuerte
Regelorgan, z. B. ein thermostatgesteuerter Kondenswasserableiter, nicht schnell
genug dem Temperaturwechsel, so daß die sich hierdurch ergebenden Verzögerungen
im Wechselbetrieb sich nicht nur zeitlich, sondern sich auch an der Qualität des
Produktes nachteilig bemerkbar machen.
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Bei einem bekannten elektrisch beheizten Durchlauferhitzer ist der
Wärmefühler im Sammelraum des zu beheizenden Mediums angeordnet und hält das Wasser
in der entnahmelosen Zeit im Zustand der Solltemperatur bereit. Der Wärmefühler
fühlt hierbei im Sammelraum die Temperatur des zu beheizenden Mediums ab und- ist
dicht neben der Einströmöffnung des nachströmenden Kaltwassers angeordnet, so daß
fast unmittelbar mit Zapfbeginn der elektrische Heizkörper eingeschaltet wird.
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Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß sie für Durchlauferhitzer,
die Dampf oder Heißwasser als Heizmedium verwenden, nicht geeignet ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Totzeit zu beseitigen
und die Einhaltung der Soll-Temperaturen an mit Dampf bzw. Heißwasser beheizten
Durchlauferhitzern zu erreichen.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einem mit Dampf bzw. Heißwasser
beheizten Durchlauferhitzer, bei dem das Heizmedium (Erstmedium) in freiem Durchstrom
das Gehäuse des Wärmetauschers voll ausfüllt, während das zu beheizende Medium in
einer Rohrschlange durch das Gehäuse hindurchgeführt ist, und die Regelung der Wärmezufuhr
durch ein vom Thermostaten beeinflußtes Ventil erfolgt, dessen Fühler der Temperatur
des zu beheizenden Mediums und der des Heizmediums derart ausgesetzt ist, daß die
Zulaufleitung des zu beheizenden Mediums durch bzw. um das in der Ablaufleitung
des Heizmediums angeordnete, den Thermostaten aufweisende Gehäuse herumgelegt ist
oder unmittelbar in Durchflußrichtung vor dem Thermostaten durch bzw. um die Ablaufleitung
des Heizmediums über ein entsprechend langes Stück doppelrohrig ineinandergreifend
angeordnet ist.
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Durch die vorgeschlagene Maßnahme wird beispielsweise bei Brauchwasservorwärmern
unmittelbar mit Beginn der Brauchwasserentnahme dem Heizmedium im Bereich des Thermostaten
vom kalt zufließenden Brauchwasser ein Temperaturwert aufgegeben, mit welchem der
tatsächliche Temperaturwert des Heizwassers im Wärmetauscher im Bereich der Abfühlzone
derart verändert wird, daß das an dieser Stelle hervorgerufene plötzliche Temperaturgefälle
den Thermostaten ohne jede Verzögerung unter Ausschaltung der schädlichen Totzeit
zum sofortigen Ansprechen bringt, womit der sofortige Fluß des Heizwassers einsetzt.
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Bei wechselweise zu beheizenden und zu kühlenden Produktionsanlagen,
bei denen zur Kühlung des Produktes das Heizmedium ab- und das Kühlmedium zugeschaltet
wird, wird das Kühlmedium, bevor es zum Produkt gelangt und über die thermostatgesteuerte
Einrichtung zur Ableitung kommt, als Zweitmedium mit seiner Leitung durch die Abfühlzone
des Thermostaten geführt, so daß bereits mit der Zuschaltung der
Kühlleitung
der beispielsweise thermostatgesteuerte Ableiter sofort öffnet und den Kühlkreislauf
freigibt.
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Die Rohrleitung des einströmenden Zweitmediums kann durch bzw. um
das den Thermostaten aufweisende Gehäuse der Regeleinrichtung geführt sein. Es besteht
aber auch die Möglichkeit, die Rohrleitung des einströmenden Zweitmediums und die
Rohrleitung des ausströmenden Erstmediums unmittelbar vor der thermostatgesteuerten
Einrichtung über ein entsprechend langes Stück doppelrohrig ineinandergreifend anzuordnen.
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Zur weiteren Unterstützung der Maßnahmen zur Einhaltung einer gleichbleibenden
Soll-Temperatur wird vorgeschlagen, das Leitungsrohr des Heizmediums im Bereich
der unteren Gehäusewandung des Wärmetauschers eintreten zu lassen und innerhalb
desselben bis nahe an die obere Gehäusewand heranzuführen. Durch diese Maßnahme
wird bereits schon von der Einführungsstelle des Heizmediums an Wärme abgegeben,
so daß im Bereich der Austrittsstelle des Brauchwassers die Temperatur des Heizmediums
derart herabgesetzt ist, daß weitgehend eine Überhitzung des Brauchwassers vermieden
ist.
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Es besteht aber auch die Möglichkeit, in der Brauchwasserleitung austrittsseitig
einen weiteren Wärmefühler vorzusehen, der auf die Regeleinrichtung des Heizmediums
noch zusätzlich regelnd einwirkt.
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In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
bei Brauchwasservorwärmern dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine Anordnung, bei welcher
das Zweitmedium das Gehäuse der thermostatgesteuerten Regeleinrichtung für das Erstmedium
in einer getrennten Leitung direkt durchfließt, F i g. 2 eine Anordnung der Leitung
für das Zweitmedium am Gehäuse der thermostatgesteuerten Regeleinrichtung, F i g.
3 und 4 die Störwertaufschaltung durch eine doppelrohrig ineinandergreifende Anordnung
der Leitungen des Erst- und Zweitmediums und F i g. 5 eine ähnliche Anordnung wie
nach den F i g. 3 und 4, jedoch mit von unten eintretendem, injektorartig hochgezogenem
Eintrittsrohr für das Erstmedium.
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Mit 1 ist das Gehäuse des Wärmetauschers bezeichnet, das einen Zulauf
2 und einen Ablauf 3 für das Heizwasser (Erstmedium) aufweist. Das in einer Rohrschlange
4 aufzuheizende Brauchwasser (Zweitmedium) strömt über den Zulauf 5 durch
den Wärmetauscher hindurch und wird über den Ablauf 6 zur Entnahmestelle geleitet.
Auf der Austrittsseite des Heizwassers ist ein vom Thermostaten 7 gesteuertes Regelventil
8 vorgesehen, welches den Heizwasserfluß in Abhängigkeit von seiner Austrittstemperatur
regelt. Mit 9 ist die Rücklaufleitung bezeichnet.
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Das kaltes Brauchwasser führende Zulaufrohr 5 wird entweder - wie
in F i g. 1 schematisch dargestellt - durch das Gehäuse des thermostatgesteuerten
Regelventils hindurchgeführt oder aber nach F i g. 2 als Rohrschlange
10 um das Ventilgehäuse herum gut wärmeleitend, beispielsweise durch Anschweißen,
befestigt.
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Nach weiteren Anordnungen, wie sie die F i g. 3 und 4 zeigen, sind
die im Durchmesser unterschiedlich gehaltenen Rohre 3 und 5 über ein kurzes Stück
konzentrisch ineinandergreifend angeordnet, so daß hier unmittelbar vor dem Thermostaten
7 im Bereich seiner Abfühlzone die gewünschte Störwertaufgabe erfolgt. Gemäß F i
g. 3 ist für den Ablauf 3 des Heizwassers ein im Durchmesser groß gehaltenes Hülsenrohr
11 vorgesehen, durch welches das im Durchmesser kleiner gehaltene Einlaufrohr
5 des Brauchwassers hindurchgeführt ist. Nach dem Beispiel der F i g. 4 ist umgekehrt
der Ablauf 3 des Heizwassers durch das bei 13 im Durchmesser größer gehaltene Einlaufrohr
5 des Brauchwassers hindurchgeführt. Selbstverständlich besteht hier auch die Möglichkeit,
das eine Rohr um das andere als Rohrschlange herumzuführen.
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Um weiterhin der Forderung nach Einhaltung der Solltemperatur beim
auslaufenden Brauchwasser zu entsprechen und auch eine Überhitzung des Brauchwassers
zu unterbinden, ist nach dem Ausführungsbeispiel der F i g. 3 in der Ablaufleitung
6 noch ein zweiter, die Endtemperatur des Brauchwassers abfühlender Thermostat 14
vorgesehen, der ebenfalls regelnd auf das Ventil 8 einwirkt und bei beginnender
Überhitzung des Brauchwassers den Heizwasserfluß sperrt.
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Nach dem Ausführungsbeispiel der F i g. 5 wird eine Überhitzung des
Brauchwassers dadurch weitgehend vermieden, daß das Heizwasser nicht von oben her
dicht neben dem Brauchwasserablauf 6 in den Wärmetauscher eingeführt wird, sondern
von unten und zwar mit einem das Innere des Wärmetauschers durchdringenden Rohrteil
12, der bis nahe an die obere Gehäusewand herangeführt ist. In diesem Fall hat das
Heizmedium über die ganze Rohrlänge bereits schon derart viel Wärme an das frei
im Gehäuse befindliche Heizmedium abgegeben, daß die Austrittstemperatur des Heizmediums
am Rohrende 15 nicht mehr zur Überhitzung des Brauchwassers führen kann.