DE1225365B

DE1225365B - Cast iron articulated boiler with a water heater designed as a flow heater

Info

Publication number: DE1225365B
Application number: DER32047A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Adolf Dittrich; Dr-Ing Guenter Schoell
Original assignee: RHEINSTAHL EISENWERK HILDEN AG
Current assignee: RHEINSTAHL EISENWERK HILDEN AG
Priority date: 1962-02-06
Filing date: 1962-02-06
Publication date: 1966-09-22

Description

Gußeiserne Gliederheizkessel mit als Durchlauferhitzer ausgebildetem Warmwasserbereiter Die Erfindung bezieht sich auf Warmwasserbereiter als Durchlauferhitzer mit Rohrschlange, die sich in einem mit dem Wasserraum eines gußeisemen Gliederheizkessels mittelbar oder unmittelbar verbundenen Behälter befindet.Cast-iron articulated boilers with a flow heater Water heater The invention relates to water heaters as a flow heater with a pipe coil, which is in a with the water space of a cast-iron articulated boiler directly or indirectly connected container is located.

Warmwasserbereiter für Heizkessel in Form von Speichern oder Durchlauferhitzern, die vom Kesselwasser beheizt werden, sind bekannt. Während Speicher meist vom Kessel räumlich getrennt ausgeführt werden, wird bei Durchlauferhitzern im Hinblick auf deren geringe Größe und zwecks Einsparung eines besonderen Behälters die unmittelbare Anordnung derselben im Kesselwasserraum bevorzugt. Bei im Kesselwasserraum angeordneten Durchlauferhitzern ist die spezifische Wärmeleistung gering, da das die Wärmeübergangsfläche umgebende Kesselwasser oft stagniert.Water heaters for boilers in the form of storage tanks or water heaters, which are heated by the boiler water are known. While storage mostly from the boiler are carried out spatially separated, is in terms of water heaters their small size and, in order to save a special container, the immediate Arrangement of the same in the boiler water room is preferred. When arranged in the boiler water room The specific heat output is low with instantaneous water heaters, as this is the heat transfer surface surrounding boiler water often stagnates.

Die spezifische Wärmeleistung von Durchlauferhitzern ist nämlich von drei Faktoren abhängig, 1. von der Geschwindigkeit des Warmwassers im Erhitzer, die den Erfordernissen leicht angepaßt werden kann, 2. von der Geschwindigkeit des den Erhitzer umgebenden Kesselwassers, die bisher nur durch die Anordnung einer Umwälzpumpe beeinflußt werden konnte, und 3. von einem an jeder Stelle des Erhitzers möglichst gleichen und hohen Temperaturgefälle zwischen den im Wärinetausch stehenden Mitteln (Gegenstromverfahren).The specific heat output of instantaneous water heaters depends on three factors: 1. on the speed of the hot water in the heater, which can be easily adapted to requirements, 2. on the speed of the boiler water surrounding the heater, which so far has only been influenced by the arrangement of a circulation pump and 3. a temperature gradient that is as constant as possible and as high as possible between the means involved in heat exchange (countercurrent process) at every point of the heater.

Da die se Bedingungen bei allen im oberen Bereich von Ke sseIn angeordneten Erhitzem nicht ausreichend erfüllt werden, ist deren spezifische Wärmeleistulig gering. - Besonders trifft dies bei gußeisernen Gliederkesseln zu, bei denen der Durchlauferhitzer in den Naben oder in Form von mehreren Einzelerhitzern in einzelnen Gliedertaschen vorgesehen und bei denen die Anordnung etwaiger Leitbleche od. dgl. nicht möglich ist. Ein in einer Gliedertasche angeordneter Durchlauferhitzer hat insofern nur eine geringe Leistungsfähigkeit, als diese nur auf die Wärmeaufnahme dieses einen Gliedes beschränkt ist. Bei der Entnahme von Warmwasser aus der Erhitzerschlange kühlt sich zwar das in der betreffenden Gliedhälfte befindliche Kesselwasser ab, es strömt aber nicht genügend heißes Kesselwasser aus den anderen Gliedem über die Nabe nach, da die Verbindungsquerschnitte der Glieder an den Naben zu klein sind und eine bevorzugte Strömung gegenüber dem übrigen Kesselkreislauf nicht eintritt. Ferner läßt sich bei solchen Warmwasserbereitern eine Vorrangschaltung gegenüber dem Reizkreislauf nicht ermöglichen. Man hat daher vorgeschlagen, den Durchlauferhitzer über dem Gliederheizkessel in einem vom Kesselwasser durchströmten besonderen Stahlbehälter anzuordnen. Hierdurch läßt sich zwar im wärmsten Bereich des Wasserraumes eine Vorrangschaltung des Erhitzers erzielen, jedoch wird die Bauhöhe des Kessels erheblich vergrößert, was für die Aufstellung in niedrigen Heizkesselräumen meist nachteilig ist.Since these conditions are not sufficiently met for all of the heaters located in the upper area of Ke sseIn, their specific heat output is low. - This is especially true for cast-iron articulated boilers in which the water heater is provided in the hubs or in the form of several individual heaters in individual articulated pockets and in which the arrangement of any baffles or the like is not possible. A water heater arranged in a link pocket has only a low level of efficiency in that it is only limited to the heat absorption of this one link. When hot water is withdrawn from the heater coil, the boiler water in the relevant half of the link cools down, but not enough hot boiler water flows from the other links via the hub because the connecting cross-sections of the links to the hubs are too small and a preferred one Flow does not occur in relation to the rest of the boiler circuit. Furthermore, priority switching over the stimulus circuit cannot be made possible in such water heaters. It has therefore been proposed to arrange the water heater above the sectional boiler in a special steel container through which the boiler water flows. This allows the heater to be given priority in the warmest area of the water room, but the overall height of the boiler is increased considerably, which is usually disadvantageous for installation in low boiler rooms.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, mit einfachen Mitteln die Bedingungen eines guten Wärmeüberganges mit einer Vorrangschaltung für Warmwasserbereiter als Durchlauferhitzer von gußeisernen Gliederheizkesseln zu schaffen> ohne deren Bauhöhe in nachteiliger Weise zu verändern. Sie geht davon aus, daß die Rohrschlange des Durchlauferhitzers in' einem mit dem Wasserraum des Kessels mittelbar oder unmittelbar verbundenen Behälter angeordnet ist.The invention has set itself the task with simple means the conditions of a good heat transfer with a priority circuit for water heaters to be created as a water heater for cast-iron articulated boilers> without them To change the overall height in a disadvantageous manner. She assumes that the pipe coil of the water heater in 'one with the water space of the boiler directly or indirectly connected container is arranged.

Nach der Erfindung erstreckt sich dieser Behälter des Durchlauferhitzers als ein hinter dem Kessel angeordneter, tornisterartiger Anbauteil über den Ab- stand der Gliedverbindungsnaben von oben nach unten und ist hier an diese Naben in an sich bekannter Weise wasserführend angeschlossen. Dabei strömt das zu erhitzende Brauchwasser vorzugsweise von unten nach oben durch den Durchlauferhitzer (im Gegenstrom zum Kesselwasser).According to the invention this container extends the flow heater as a behind the boiler arranged, tornister-like attachment over the spacing of the connection hub member from top to bottom and is water leader connected here to this hub in a conventional manner. The domestic water to be heated preferably flows from bottom to top through the flow heater (in countercurrent to the boiler water).

Bei der Entnahme von Warmwasser wird das den Durchlauferhitzer umgebende Kesselwasser maximal abgekühlt, wodurch sich ein hohes wirksames Druckgefälle gegenüber dem Kesselwasser selbsttätig und damit eine starke Strömung des Kesselwassers nach unten einstellt. Diese Strömung, die nur dann eintritt, wenn Warmwasser entnommen wird und kaltes Wasser nachströmt, ist - so stark, daß der Warmwasserbereiter gegenüber dem Heizkreislauf vorrangig betrieben werden kann. Irgendwelche Regelvorrichtungen, wie Mischventile, die diesen Vorrangbetrieb herbeiführen, oder Umwälipumpen sind überflüssig.When hot water is withdrawn, the boiler water surrounding the instantaneous water heater is cooled to the maximum, as a result of which a high effective pressure gradient in relation to the boiler water is set automatically and thus a strong downward flow of the boiler water. This flow, which only occurs when hot water is withdrawn and nachströmt cold water, - so strong that the water heater over the heating circuit can be operated with priority. Any regulating devices, such as mixing valves that bring about this priority operation, or circulation pumps are superfluous.

Der Warmwasserbereiter nach der Erfindung ist besonders für kleine Kessel von Bedeutung, in deren Kammern wegen ihrer geringen Größe keine Durchlauferhitzer angeordnet werden können.The water heater according to the invention is particularly suitable for small ones Boilers of importance, in whose chambers, because of their small size, there are no water heaters can be arranged.

Bei größeren Kesseln, die aus zwei getrennten Halbgliederreihen bestehen, kann nach der Erfindung hinter jeder Reihe ein tomisterartiger Anbauteil mit je einem Durchlauferhitzer angeordnet werden.In the case of larger boilers, which consist of two separate rows of half-links, can according to the invention behind each row a tomister-like attachment with each a water heater.

Ein weiterer, nicht zu unterschätzender Vorteil der Erfindung besteht darin, daß ein solcher Durchlauferhitzer an vorhandene Kessel jederzeit nachträglich angebaut werden kann.There is another advantage of the invention that should not be underestimated in that such a water heater can be retrofitted to existing boilers at any time can be grown.

Der Durchlauferhitzer kann aus mehreren, zwischen zwei Verteilerleitungen angeordneten, zueinander para - lielgeschalteten Rohrschlangen bestehen, deren Achsen entweder senkrecht oder waagerecht liegen. Bei der senkrechten Lage der Rohrschlangen wird der natürliche Auftrieb des zu erhitzenden Wassers besonders begünstigt.The heater can be of several between two manifolds arranged mutually para - consist lielgeschalteten coils whose axes are either vertical or horizontal. The vertical position of the pipe coils promotes the natural buoyancy of the water to be heated.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und.zwar zeigt . Fig. 1 einen gußeisernen Gliederkessel von hinten gesehen mit zwei törnisterartigen Anbauteilen in Ansicht, F i g. 2 einen senkrechten Querschnitt durch einen .Kessel nach der Linie 14 in F i g. 1, F i g. 3 einen Durchlauferhitzer mit waagerechten Rohrschlangen im Längsschnitt und F i g. 4 einen Durchlauferhitzer mit senkrechten Rohrschlangen im Längsschnitt.In the drawing, several embodiments of the invention are shown, und.zwar shows . 1 shows a cast-iron articulated boiler, seen from the rear, with two attachments-like attachments, in view, FIG . 2 shows a vertical cross section through a boiler along the line 14 in FIG . 1, Fig. 3 shows a flow heater with horizontal pipe coils in a longitudinal section and FIG. 4 shows a flow heater with vertical pipe coils in a longitudinal section.

Es bezeichnet 1 den Heizkessel, der aus zwei Halbgliederreihen besteht, die je eine obere Vorlaufanschlußnabe 2 und eine untere Rücklaufanschlußnabe 3 besitzen. 4 sind die zweiteiligen, ebenfalls aus Gußwerkstoff bestehenden tornisterartigen Anbauteile, die mit ihren Anschlußnaben-5 an die Naben 2 und 3 der Kesselglieder angeffanscht sind. Sie stellen gleichsam unbeheizte Kesselglieder dar. An ihre den Naben 5 gegenüberliegende Naben 6 sind die die beiden Gliederreihen des Kessels verbindende Vorlaufleitung 7 und Rücklaufleitung 8 angeflanscht. 1 denotes the boiler, which consists of two rows of half-members, each of which has an upper flow connection hub 2 and a lower return connection hub 3 . 4 are the two-part, also made of cast material, knapsack-like attachments, which are flanged with their connecting hubs-5 to the hubs 2 and 3 of the boiler sections. They represent, as it were, unheated boiler sections. The flow line 7 and return line 8 , which connect the two rows of sections of the boiler, are flanged to their hubs 6 opposite the hubs 5.

Im Inneren der Anbauteile 4 sind die Durchlauferhitzer mit den Rohrschlangen 13 angeordnet. Sie besitzen oben eine Warmwasserentnahmeleitung 9 und unten eine Kaltwasserzu:flußleitung 10. In F i g. 3 liegen die Achsen der zwischen den Verteilerrohren 11 und 12 parallel zueinander geschalteten Rohrschlangen13 waagerecht; in Fig.-4 dagegen liegen die zwischen den VerteilerroWen14 und 15 gelegenen parallel zueinander geschalteten Rohrschlangen16 senkrecht. Im Sinne einer guten Umspülung der Rohrschlangen durch das Kesselwasser ist es, wenn die Wände des Anbauteiles 4 dicht bei den Rohrschlangen 13 liegen.In the interior of the add-on parts 4, the water heater with the pipe coils 13 are arranged. They have a hot water extraction line 9 at the top and a cold water supply line 10 at the bottom. In FIG. 3 , the axes of the pipe coils 13 connected parallel to one another between the distributor pipes 11 and 12 are horizontal; In Fig. 4, on the other hand, the pipe coils 16 connected parallel to one another and located between the distributor pipes 14 and 15 are perpendicular. In order to ensure that the boiler water flows around the coils, it is when the walls of the attachment 4 are close to the coils 13 .

Bei der Entnahme von Warmwasser aus der Leitung 9 oben tritt ein starker Wärmeentzug in dem die Rohrschlangen 13 umgebenden Kesselwasser ein. Das abgekühlte Wasser sinkt nach unten und gelangt in das zum Kessel strömende Rücklaufwasser der Heizungsanlage. Dadurch, daß, die Abkühlung des Rücklaufwassers im Erhitzer 4" größer ist als in dem an die Leitungen 7 und 8 angeschlossenen Heizkreislauf, wird der Durchlauferhitzer vorrangig beheizt, ohne daß es besonderer Steuermittel bedarf.When hot water is withdrawn from the line 9 at the top, a strong extraction of heat occurs in the boiler water surrounding the coils 13. The cooled water sinks to the bottom and enters the heating system's return water flowing to the boiler. Because the cooling of the return water in the heater 4 ″ is greater than in the heating circuit connected to the lines 7 and 8 , the water heater is primarily heated without the need for special control means.

Die an den Kesseln angeflanschten Anbauteile 4, die fast die Höhe des Kessels haben, können jede beliebige ün Rahmen der Erfindung bleibende Form aufweisen. Selbstverständlich können bei Kesseln, die aus mehreren Halbgliederreihen nach F i g. 1 bestehen, die beiden Anbauteile auch zu einem einzigen Teil zusammengefaßt sein. Unter Umständen können die Erhitzer zur Erhöhung ihrer Druckfestig,keit in an sich bekannter Weise durch Außenrippen versteift sein.The add-on parts 4 flanged to the boilers, which have almost the same height as the boiler, can have any shape that remains within the scope of the invention. Of course, in the case of boilers that consist of several rows of half-links according to FIG . 1 exist, the two attachments can also be combined into a single part. Under certain circumstances, the heater can be stiffened in a manner known per se by outer ribs to increase their compressive strength.

Claims

Claims: 1. Water heater as a flow heater with a pipe coil, which is located in a container directly or indirectly connected to the water space of a cast-iron articulated heating boiler, characterized in that this container (4) is arranged as a bag-like - behind the boiler. Attachment extends over the distance between the link hubs from top to bottom and is connected to this hub in a manner known per se in a water-bearing manner.

2. Water heater according to claim 1, characterized in that in the case of boilers consisting of two half-limb rows behind each row, a backpack-like attachment (4) is arranged, each with a water heater (F i g. 1). Contemplated publications: USA. Patents No. 1742329, 2808034..