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Die Erfindung bezieht sich auf einen Warmwasserbereiter zum Anschluß
an den Vorlauf einer Sammelheizungsanlage, dessen im wesentlichen zylindrisches
Gehäuse etwa axial von einer Heizschlange durchsetzt ist.
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Ein solcher bekannter Warmwasserbereiter, der getrennt vom Heizkessel
der Heizungsanlage angeordnet ist, erfordert eine sorgfältige Isolierung, die den
Wärmetausch trotz eines entsprechenden Aufwandes nicht vor Verlusten bewahren kann.
Überdies ergeben sich in diesem Wärmetauscher im Bereich der Heizschlange verhältnismäßig
niedrige Strömungsgeschwindigkeiten des Heizwassers, die nur einen verhältnismäßig
trägen Wärmeübergang zulassen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den bekannten Warmwasserbereiter
sowohl durch seine Ausbildung als auch durch seine Anordnung weiter zu vervollkommnen,
so daß nicht nur ein schnellerer Wärmeaustausch, sondern auch eine noch bessere
Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Kesselleistung erzielt wird.
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Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der
Warmwasserbereiter im Feuerraum des Heizkessels angeordnet ist und sein Gehäuse
durch eine axiale Trennwand in zwei vom Heizwasser nacheinander im Gegenstrom durchflossene
Teilräume unterteilt ist.
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Durch eine solche Anordnung des Warmwasserbereiters unmittelbar im
Feuerraum des Kessels entfällt nicht nur die notwendige Wärmeisolierung des Warmwasserbereiters,
sondern dessen Gehäuse wird sogar noch unabhängig von der vorherigen Heizwasserbereitung
von außen aufgeheizt. Überdies ergeben sich durch die axiale Trennwand zwangläufig
erhöhte Strömungsgeschwindigkeiten des Heizwassers im Warmwasserbereiter, die auf
Grund der vorgenannten Anordnung nicht nur den Wärmeübergang vom Heizwasser auf
das Nutzwasser, sondern zugleich den Wärmeübergang von den Verbrennungsgasen auf
das im Warmwasserbereiter befindliche Heizwasser wesentlich verbessern.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine der Heizschlange
in an sich bekannter Weise vorgeschaltete Vorwärmhammer mit gegenüber der Heizschlange
wesentlich größerem Querschnitt innerhalb der Heizschlange angeordnet. Es ist zwar
bereits bekannt, der Heizschlange eines Warmwasserbereiters eine Vorwärmkammer zuzuordnen,
die an der Außenseite des Warmwasserbereiters angeordnet ist und eine entsprechende
Wärmeisolierung erfordert. Demgegenüber -ist durch die vorgenannte Anordnung der
Vorwärmkammer innerhalb der Heizschlange nicht nur die bisher erforderliche Isolierung
weggefallen, sondern zugleich der Innenraum in der Heizschlange zu einem großen
Teil ausgefüllt, was zu einer weiteren Beschleunigung des entlang der Heizschlange
strömenden Heizwassers beiträgt.
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Weitere Merkmale im Rahmen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
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In der Zeichnung ist, die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
Es zeigt F i g. 1 den in einem Kessel einer Sammelheizungsanlage angeordneten Warmwasserbereiter
in einer perspektivisch und zugleich schematisch gehaltenen Seitenansicht (Teile
des Warmwasserbereiters sind zur besseren Sichtbarmachung von Einzelheiten geschnitten
dargestellt), F i g. 2 den- Warmwasserbereiter gemäß F i g. 1 in einer Seitenansicht
(Teile desselben sind zur besseren Sichtbarmachung von Einzelheiten geschnitten
dargestellt), F i g. 3 eine Vorwärmkammer nebst anschließender Trennwand des Warmwasserbereiters
in einer Draufsicht.
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In dem in F i g. 1 gestrichelt angedeuteten Heizkessel 1 einer Warmwasser-Sammelheizungsanlage
ist ein Warmwasserbereiter 2 so im Feuerraum angeordnet, daß sein den eigentlichen
Wärmetauscher umgebendes Gehäuse 3 von den Verbrennungsgasen des Heizkessels 1 beaufschlagt
wird. Wie aus F i g. 2 hervorgeht, weist das im wesentlichen zylindrische Gehäuse
3 in regelmäßigen axialen Abständen ring förmige Ausbördelungen 4 auf, die es versteifen
und ihm zugleich die Möglichkeit der Aufnahme von axial gerichteten Wärmespannungen
geben.
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Das Gehäuse 3 ist gemäß F i g. 2 links durch einen Kopfteil 5 abgeschlossen,
der in seinem unteren Bereich eine Ansaugöffnung 6, ein Gehäuse 7 und ein Laufrad
8 sowie im wesentlichen darüber eine Austrittsspirale 9 einer Umwälzpumpe aufweist,
die in nachstehend noch näher beschriebener Weise zur Förderung von Warmwasser der
Sammelheizungsanlage durch das Gehäuse 3 dient.
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Das einer üblichen Ausführung entsprechende Laufrad 8 ist auf die
Abtriebswelle 10 eines im übrigen nicht besonders dargestellten Elektromotors aufgekeilt,
der in einem mittels Muttern 12 am Kopfteil 5 festgelegten Motorgehäuse
11 angeordnet ist. Der Kopfteil s mit den genannten Leitungen und dem Gehäuse
7 bildet eine übliche Kreiselpumpe.
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In einem oberen Ansatz 13 des Kopfteiles 5 ist eine Welle 14 gelagert,
die von einem an ihrem dortigen Ende festgelegten Handgriff 16 über ein übliches,
keinen Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildendes Getriebe zu einem nachstehend
noch näher erläuterten Umschaltventil 23 am anderen Ende des Gehäuses 3 führt.
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Das andere Ende des Gehäuses 3 ist von einem Kopfteil 26 abgeschlossen,
das aus einem Gußstück besteht und mit einem oberen Gehäuseraum 27 zugleich einen
Bestandteil des genannten Umschaltventils bildet. Der Gehäuseraum 27 ist durch einen
Deckel 28 abgeschlossen, der mittels Schrauben 29 am Kopfteil 26 festgelegt
ist.
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Gemäß den F i g. 1 und 2 weist der Kopfteil 26 folgende, mit dem Umschaltventil
23 in Verbindung stehende Anschlüsse auf: Eine Eintrittsöffnung 30, die vom
oberen Teil des Gehäuses 3 in den Gehäuseraum 27 des Umschaltventils 23 führt, eine
aus dem Gehäuseraum 27 gemäß dem dortigen Pfeil der F i g. 2 herausführende, zu
den Heizkörpern der Sammelheizungsanlage führende Vorlaufleitung 31, eine in den
Gehäuseraum 27 gegenüber der Vorlaufleitung 31 um 90° versetzt einmündende Rücklaufleitung
32 von den Heizkörpern der Sammelheizungsanlage, eine aus dem Gehäuseraum
27 an einer der Vorlaufleitung 31 gegenüberliegenden Stelle herausführende
Rücklaufleitung 33 zum Heizkessel der Sammelheizungsanlage, die vom Gehäuseraum
27 zugleich in einem rechten Winkel zur Eintrittsöffnung 30 ausgeht.
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Zum Kopfteil 26 führt außerdem noch eine vom Kessel der Sammelheizungsanlage
herkommende
Vorlaufleitung 36, die in den Kopfteil 26 an der Stelle
37 (F i g. 2) einmündet ' und in den unteren Teil des Gehäuses 3 hineinführt. Die
konstruktiven Einzelheiten des Umschaltventils 23 bilden keinen Gegenstand der vorliegenden
Erfindung. Dagegen interessiert hier die beschriebene Anordnung des Umschaltventils
am Gehäuse 3. Die Angaben über die Konstruktionseinzelheiten dienen lediglich zum
besseren Verständnis der noch nachstehend erläuterten Funktion des beschriebenen
Warmwasserbereiters.
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Der Gehäuseraum 27 ist nach dem Gehäuse 3 hin durch eine Wand 34 des
Kopfteiles 26 abgeschlossen, die von einer mit der vorgenannten Welle 14 über das
genannte Getriebe in Verbindung stehenden Welle 22 durchsetzt ist, auf der im Gehäuseraum
27 eine darin verdrehbare und das Umschaltventil 23
bildende Ventilklappe
festgelegt ist.
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Das zu erwärmende Nutzwasser ist über eine Leitung 40 und eine den
Kopfteil 5 durchsetzende weitere Leitung 41 nebst Anschlußmutter 42 (vgl. F i g.
3) mit einer im Gehäuse 3 angeordneten Vorwärmkammer 43 verbunden, aus der an der
Stelle 44 eine Heizschlange 45 ausgeht, die die Vorwärmkammer 43 mit Spielraum umschließt
und zum Kopfteil s zurückführt, wo sie über entsprechende, nicht besonders dargestellte
Anschlußteile an eine Leitung 46 angeschlossen ist, die aus dem Kopfteil 5 gemäß
F i g. 1 zu den Nutzwasser-Verbrauchsstellen führt. Die Vorwärmkammer 43 dient zum
Vorwärmen des Nutzwassers und verhindert zugleich eine Kesselsteinbildung in der
Heizschlange 45. Die Vorwärmkammer 43 besteht aus zwei Halbschalen, die miteinander
verschweißt sind und mit äußeren Flanschen 47 zugleich eine mittlere Trennwand des
Gehäuses 3 bilden. Die Flansche 47 liegen in axialer Richtung, d. h. axial vorn
und hinter dem Gehäuse 3 über eine aufgezogene Dichtung 48 jeweils an einer diametralen
Rippe 49 des Kopfteiles 5 und an einer diametralen Rippe 50 des Kopfteiles 26 an.
Auf diese Weise wird der Innenraum des Gehäuses 3 in je einen oberen und unteren
Teilraum 51 und 52 unterteilt, von denen der letztere einerseits an der Stelle 37
des Kopfteiles 26 mit der Vorlaufleitung 36 und anderseits über die Ansaugöffnung
6 mit der im Kopfteil 5 befindlichen Umwälzpumpe verbunden ist. Der obere Teilraum
51 steht demgegenüber einerseits mit der Austrittsspirale 9 der genannten Umwälzpumpe
und anderseits mit der in den Gehäuseraum 27 des Umschaltventils 23 führenden Eintrittsöffnung
30 des Kopfteiles 26 in Verbindung. Infolgedessen kann das vom Kessel der Sammelheizungsanlage
gelieferte warme Wasser zunächst den unteren Teilraum 52 und daran anschließend
den oberen Teilraum 51 des Gehäuses 3 in entgegengesetzter Richtung und über das
Laufrad 8 der Umwälzpumpe stark beschleunigt durchströmen.
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Aus F i g. 3 ist weiterhin ersichtlich, wie die Flansche 47 der Vorwärmkammer
43 von der Heizschlange 45 in angepaßten Löchern 58 durchsetzt werden. Dabei kann
die Heizschlange 45 in der aus F i g. 1 hervorgehenden Weise aus einem gerippten
oder als Schlauchrohr ausgebildeten Rohr bestehen.
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Die beiden Kopfteile 5 und 26 sind mit der Vorwärmkammer 43 über an
der letzteren angeordnete Gewindebolzen 61 und auf diese aufschraubbare Muttern
62 festgelegt. Der beschriebene Warmwasserbereiter arbeitet folgendermaßen: Wie
schon ausgeführt, durchströmt das vom Kessel der Sammelheizungsanlage kommende warme
Wasser die beiden Teilräume 52 und 51 des Warmwasserbereiters 2 im Gegenstrom. Anschließend
gelangt das Wasser in das Umschaltventil 23, von welchem aus es entweder zunächst
durch die Heizkörper der Sammelheizungsanlage und dann zum Kessel zurück oder aber
(beim Sommerbetrieb) im Kurzschluß unmittelbar zum Kessel der Sammelheizungsanlage
zurückgeleitet werden kann. Dabei erlaubt das Umschaltventil 23 auch beliebige
Zwischenstellungen, womit beispielsweise in den übergangsjahreszeiten der durch
die Heizkörper der Sammelheizungsanlage strömende Anteil des warmen Heizwassers
beliebig gedrosselt werden kann, während der jeweils restliche Anteil nach dem Verlassen
des beschriebenen Warmwasserbereiters im Kurzschluß unmittelbar zum Kessel der Sammelheizungsanlage
zurückkehrt. Im Zusammenhang mit dem hier beschriebenen Warmwasserbereiter 2 interessiert
lediglich die Tatsache, daß ein die beschriebenen Funktionen zulassendes Umschaltventil
unmittelbar austrittsseitig dem Warmwasserbereiter angeordnet ist, wogegen die konstruktiven
Einzelheiten und die Betätigung des Umschaltventils vom Handgriff 16 her keinen
Gegenstand der Erfindung bilden.
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Das über die Leitung 40 zuströmende Nutzwasser gelangt in der bereits
beschriebenen Weise zunächst in die Vorwärmkammer 43 und anschließend durch die
Heizschlange 45, die beide durch das in den Teilräumen 51 und 52 befindliche warme
Wasser der Sammelheizungsanlage aufgeheizt werden. Aus der Heizschlange 45 gelangt
das aufgeheizte Nutzwasser über die Leitung 46 (vgl. F i g. 1) zu den Verbrauchsstellen.
Eine Durchströmung des Warmwasserbereiters 2 durch das Nutzwasser erfolgt in üblicher
Weise nur dann, wenn warmes Nutzwasser aus der Leitung 46 über einen Auslaufhahn
od. dgl. entnommen wird. Zweckmäßig wird erst durch eine solche Entnahme die Umwälzpumpe
im Sinne eines Umlaufes des Laufrades 8 eingeschaltet, wodurch während der Wasserentnahme
ein intensiver Wärmeaustausch gewährleistet wird, der die Aufheizung des Nutzwassers
nach Art eines Durchlauferhitzers praktisch verzögerungsfrei bewirkt. Infolgedessen
kann bei dem beschriebenen Warmwasserbereiter auf jegliches größeres Speichervolumen,
wie es bei den bisher üblichen Aufheizvorrichtungen für Nutzwasser benötigt wurde,
verzichtet werden.