DE19744478C1

DE19744478C1 - Device for heating a liquid

Info

Publication number: DE19744478C1
Application number: DE1997144478
Authority: DE
Original assignee: GIWATEC GES ZUR ENTWICKLUNG IN
Current assignee: GIWATEC GES ZUR ENTWICKLUNG IN
Priority date: 1997-10-09
Filing date: 1997-10-09
Publication date: 1999-06-17
Anticipated expiration: 2017-10-10
Also published as: EP0908685A3; EP0908685A2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum direkten Erwärmen einer Flüssigkeit mittels Verbrennungsgasen in einem drucklosen Behälter mit Flüssigkeits- Temperaturschichtung.The invention relates to a device for the direct heating of a liquid using combustion gases in a pressureless container with liquid Temperature stratification.

Eine Vorrichtung zur direkten Erwärmung mittels Verbrennungsgasen ist bereits aus der US 2 233 675 bekannt. Die dort beschriebene Vorrichtung dient der Erwärmung von Flüssigkeiten unterschiedlichster Art, auch mit dem Ziel für deren Verdampfung. Das Besondere der Vorrichtung liegt darin, daß die Verbrennungsgase eines Gasbrenners in eine in die Flüssigkeit untergetauchte Tauchglocke geführt werden, die an ihrem Außenumfang mit einem Lochblech versehen ist, durch das die Verbrennungsgase hindurchgeführt und unmittelbar in der Flüssigkeit verteilt werden. Es wird bereits in dieser alten amerikanischen Patentschrift darauf hingewiesen, daß auf dem Wege dieser direkten Beheizung praktisch der gesamte Brennwert des Brennstoffes auf die Flüssigkeit übertragen werden kann. Der Gasbrenner ist bei dem Gegenstand der amerikanischen Patentschrift innerhalb der Tauchglocke angeordnet. Die Tauchglocke mit ihrem für die Verteilung der Verbrennungsgase vorgesehenen Lochblech ist beim Gegenstand der US-Patentschrift freistehend in dem zu erwärmenden Flüssigkeitsvolumen, und zwar am Boden des Flüssigkeitsbehälters angeordnet. Das Lochblech ist an seinem Außenumfang mit einer ringförmigen Schürze versehen, die die Verbrennungsgase dazu zwingt, nach oben durch das Lochblech auszutreten und nicht an dessen Außenkante vorbeizuströmen. Da die Tauchglocke mit dem Lochblech und dessen Umfangsschürze auf dem Behälterboden steht, ist die Schürze an ihrer Unterkante mit wellenförmigen Ausnehmungen für eine Flüssigkeitskommunikation und einen Flüssigkeitsdruckausgleich zwischen den Räumen innerhalb und außerhalb der Tauchglocke versehen. Eine Flüssigkeits-Temperaturschichtung ist nicht vorgesehen und mit dieser bekannten Vorrichtung auch nicht erreichbar.A device for direct heating using combustion gases is already available known from US 2,233,675. The device described there serves the Heating liquids of all kinds, also with the aim of their evaporation. The special feature of the device is that the Combustion gases from a gas burner into a submerged in the liquid Diving bell can be guided on its outer circumference with a perforated plate is provided, through which the combustion gases are passed and immediately into the liquid can be distributed. It is already in this old American Patent noted that by way of this direct heating practically the entire calorific value of the fuel is transferred to the liquid can be. The gas burner is on the subject of the American Patent document arranged inside the diving bell. The diving bell with her perforated plate provided for the distribution of the combustion gases is at Subject of the US patent freestanding in the to be heated Volume of liquid, namely arranged at the bottom of the liquid container. The perforated plate is on its outer circumference with an annular apron provided, which forces the combustion gases upwards through the perforated plate to emerge and not to flow past its outer edge. Since the Diving bell with the perforated plate and its peripheral apron on the The bottom of the container is standing, the apron is wavy on its lower edge Recesses for fluid communication and one Fluid pressure equalization between the rooms inside and outside the Provide diving bell. A liquid temperature stratification is not provided and not accessible with this known device.

Aus der JP 55-89 644 A ist eine andere Vorrichtung zur direkten Erwärmung einer Flüssigkeit mittels Verbrennungsgasen bekannt. Dabei werden die mit Luft vermischten Verbrennungsgase mittels Gebläse über ein in die Flüssigkeit eintauchendes Venturirohr eingebracht. Von den einströmenden Verbrennungsgasen wird das gesamte Flüssigkeitsvolumen erfüllt, so daß auch bei dieser Vorrichtung eine Flüssigkeits-Temperaturschichtung weder beabsichtigt noch erreichbar ist.Another device for direct heating is known from JP 55-89 644 A. a liquid known by means of combustion gases. The air mixed combustion gases by means of a fan into the liquid immersed Venturi tube introduced. From the inflowing Combustion gases meet the entire volume of liquid, so that at this device does not intend liquid temperature stratification is still available.

Bei der Vorrichtung gemäß DE 195 09 461 C1 ist eine Übertragung der Wärmeenergie außer über eine direkte Erwärmung einer Flüssigkeit mittels darin dispergierter Verbrennungsgase noch über Wärmetauscher vorgesehen, bei denen das zu erwärmende Medium durch eine Wand von den Verbrennungsgasen getrennt bleibt. Die direkt erwärmte Flüssigkeitsmenge dient einmal zur Reinigung der Verbrennungsgase und zum anderen zur Wärmeübertragung an die Wärmetauscher. Eine Abfuhr dieser Flüssigkeit zum Transport von Wärmeenergie zu Verbrauchsstellen ist ebensowenig vorgesehen, wie eine Flüssigkeits- Temperaturschichtung.In the device according to DE 195 09 461 C1, a transmission of the Thermal energy except through direct heating of a liquid by means of it dispersed combustion gases are still provided via heat exchangers in which the medium to be heated through a wall from the combustion gases remains separate. The directly heated amount of liquid is used once Cleaning the combustion gases and secondly for heat transfer to the Heat exchanger. A discharge of this liquid for the transport of thermal energy there is as little provision for consumption points as a liquid Temperature stratification.

Auf der anderen Seite ist es bereits bekannt, in einem mittels Sonnenkollektoren beheizten Warmwasserspeicher eine Flüssigkeits-Temperaturschichtung aufrechtzuerhalten und eine Vermischung der Flüssigkeitsschichten weitgehend zu unterdrücken (vgl. DE 27 22 888 A1). Damit soll erreicht werden, daß schon möglichst bald nach der Einspeisung von Sonnenkollektorwärme ausreichend erhitztes Brauchwasser zur Verfügung steht, ohne daß auf eine zusätzliche Energiequelle zurückgegriffen werden muß. Die bei unterschiedlichen Temperaturen anfallende Sonnenenergie soll optimal genutzt werden und im Warmwasserspeicher jeweils in der Höhe an die Flüssigkeit übertragen werden, deren Temperatur nur wenig niedriger liegt als die Temperatur der verfügbaren Solarenergie. Eine Anzapfung des Warmwasserspeichers in unterschiedlichen Temperaturschichten für unterschiedliche Nutzungszwecke ist nicht vorgesehen.On the other hand, it is already known in one by means of solar panels heated hot water tank a liquid temperature stratification maintain and a mixing of the liquid layers largely to suppress (see. DE 27 22 888 A1). This is to achieve that Sufficient as soon as possible after the solar collector heat has been fed in heated domestic water is available without an additional Energy source must be used. The at different Temperatures generated by solar energy should be used optimally and in Hot water storage tanks are transferred to the liquid at the respective height, whose temperature is only slightly lower than the temperature of the available Solar power. A tap of the hot water tank in different Temperature layers for different purposes are not intended.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei der die Vorteile einer direkten Erwärmung einer Flüssigkeit mit den Vorteilen der Flüssigkeits-Temperaturschichtung genutzt werden können.The invention has for its object a device of the beginning to propose the type mentioned, in which the advantages of direct heating a liquid with the advantages of liquid temperature stratification can be.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zum Erwärmen einer Flüssigkeit mit
This object is achieved according to the invention by means of a device for heating a liquid

- A pressureless container containing the liquid, the several Has liquid connections at different heights of the container wall,
A diving bell arranged in the uppermost area of the container,
- A combustion chamber through a hollow body closed at the bottom is formed
- a burner attached to the diving bell,
- A perforated plate that is next to the lower end of the diving bell is arranged and
- A ring channel that runs through the space between the diving bell and the Side wall of the hollow body is formed and through which Combustion gas is led into the liquid and then under the perforated plate becomes.

Während beim Gegenstand der US 2 233 675 die gesamte Flüssigkeit offenbar möglichst gleichmäßig erhitzt werden soll, läßt sich eine Temperaturschichtung einer Wärmeträgerflüssigkeit, wie sie für verschiedene Heiz- und Wassererwärmungsvorgänge bei hoher Ausnutzung unterschiedlicher Energien erwünscht ist, erfindungsgemäß dadurch erreichen, daß man das in der US 2 233 675 gezeigte Erwärmungssystem nicht an den Boden eines Behälters setzt, sondern relativ hoch im Flüssigkeitsvolumen anordnet. Hierdurch erhält man eine moderne, preisgünstige, hochwirtschaftliche Warmwasser- und Heizungsanlage, die neben einem üblichen Wärmeträgerspeicher, auf den unterschiedliche Energiequellen arbeiten, keinen getrennten Ölkessel oder Gaskessel erfordert, weil auf die erfindungsgemäße Art und Weise der Brenner, ob dies nun ein Gasbrenner oder ein Ölbrenner ist, in die Wärmespeichereinheit integriert werden kann. Es ist dabei ohne weiteres möglich, auf die erfindungsgemäße Vorrichtung auch eine Solarwärmeanlage oder auch eine weitere Wärmequelle arbeiten zu lassen, die Wärmeenergie nur in zeitlichen Abständen und unterschiedlicher Intensität zur Verfügung stellt.While in the subject of US 2,233,675 the entire liquid is evident Temperature stratification can be carried out as evenly as possible a heat transfer fluid, such as for various heating and Water heating processes with high utilization of different energies is desired, according to the invention, to achieve that in US 2 233 675 shown heating system does not put on the bottom of a container, but arranged relatively high in the volume of liquid. This gives you one modern, inexpensive, highly economical hot water and heating system, which in addition to a conventional heat transfer medium to which different Energy sources work, does not require a separate oil or gas boiler, because in the manner of the burner according to the invention, whether this is a Gas burner or an oil burner is integrated into the heat storage unit can. It is easily possible to use the device according to the invention a solar heating system or another heat source also work let, the heat energy only in time intervals and different Provides intensity.

Um die Restwärme aus den Abgasen, welche nach der Wäsche in der Wärmeträgerflüssigkeit noch von den Verbrennungsgasen übrig bleiben, möglichst weitgehend auszunutzen, ist es zweckmäßig, die Vorrichtung mit einem zusätzlichen Abgaswärmetauscher zu versehen, der mit Flüssigkeit verhältnismäßig niedriger Temperatur aus den untersten Schichten des Speichervolumens versorgt wird. Die so aufgewärmte Flüssigkeit wird dann an geeigneter Stelle in die Temperaturschichtung des Speichers zurückgeführt. Auf diese Weise wird die restliche Abgaswärme in der Vorrichtung selbst optimal ausgenutzt.To the residual heat from the exhaust gases, which after washing in the Heat transfer fluid remaining from the combustion gases, if possible largely exploit, it is appropriate to use a device to provide additional exhaust gas heat exchanger with liquid relatively low temperature from the bottom layers of the Storage volume is supplied. The liquid warmed up in this way then turns on a suitable point in the temperature stratification of the memory. On in this way the remaining exhaust gas heat in the device itself becomes optimal exploited.

Es ist prinzipiell möglich, für die Nutzung der in der Wärmeträgerflüssigkeit gespeicherten Wärmeenergie für externe Anwendungszwecke Wärmetauscher innerhalb der Vorrichtung vorzusehen. Es ist in vielen Fällen jedoch vorteilhafter, externe Wärmetauscher zu verwenden, weil sich extern Wärmetauscher mit speziellen Strömungsverhältnissen und sehr hohem Wärmeübergang einsetzen lassen. So ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung sinnvoll, Warmwasser für das Badezimmer beispielsweise in einem hochsensiblen Plattenwärmetauscher zu erzeugen, der extern mit Wärmeträgerflüssigkeit aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung über eine leistungsgeregelte Ladepumpe versorgt wird. Da Warmwasser im allgemeinen die höchste Wärmestufe im Haushaltsverbrauch verlangt, wird die Wärmeträgerflüssigkeit für einen solchen Wärmetauscher zweckmäßigerweise aus dem obersten Schichtungsbereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung abgezogen und der Rücklauf im untersten Bereich der Vorrichtung wieder zugeführt.In principle, it is possible to use the in the heat transfer fluid stored heat energy for external use heat exchanger to be provided within the device. In many cases, however, it is more advantageous to use external heat exchanger because external heat exchanger with special flow conditions and very high heat transfer to let. So it makes sense in the context of the present invention, hot water for the bathroom, for example, in a highly sensitive plate heat exchanger to generate the externally with heat transfer fluid from the invention Device is powered by a power-controlled charge pump. There Hot water in general is the highest heat level in household consumption is required, the heat transfer fluid for such a heat exchanger expediently from the uppermost layering area of the invention Device pulled and the return in the lowest area of the device fed again.

Ist an die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Solarwärmeanlage angeschlossen, sollte diese so ausgelegt sein, daß sie bei Wassertemperaturen unter etwa 60°C abschaltet, unter welcher Voraussetzung die in dem Solarwärmetauscher aufgeheizte Wärmeträgerflüssigkeit dann unmittelbar dem obersten Bereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung zugeführt werden kann.If a solar heating system is connected to the device according to the invention, this should be designed so that it is at water temperatures below about 60 ° C. switches off under what condition the in the solar heat exchanger heated heat transfer fluid then directly to the top of the device according to the invention can be supplied.

Für die externen Wärmetauscher sind Anschlüsse in der Behälterwand der erfindungsgemäßen Vorrichtung in entsprechender Höhe vorzusehen. Für die Rückführung gekühlter Wärmeträgerflüssigkeit kann es zweckmäßig sein, innerhalb des Behälters der Vorrichtung einen sog. Schichtenlader vorzusehen. Durch eine solche Einrichtung wird rückgeführte Wärmeträgerflüssigkeit unterschiedlicher Temperatur automatisch der richtigen Temperaturschicht im Behälter zugeführt, so daß durch die Rückleitung Strömungswirbel weitgehend vermieden werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zusätzlich zweckmäßigerweise im Inneren des Behälters auch noch mit geeigneten Leitblechen versehen, die dem Ziel dienen, unnötige, die Temperaturschichtung störende Strömungen innerhalb des Behälters zu vermeiden.There are connections in the tank wall for the external heat exchangers to provide the device according to the invention at a corresponding height. For the Recirculation of cooled heat transfer fluid can be useful to provide a so-called stratified loader within the container of the device. Such a device is used to return heat transfer fluid different temperature automatically the correct temperature layer in the Containers supplied so that flow vortex largely through the return line be avoided. The device according to the invention is additional expediently also in the interior of the container with suitable Provide baffles that serve the goal, unnecessary, the temperature stratification to avoid disturbing flows inside the container.

Die Tauchglocke, der die Verbrennungsgase zugeführt werden, taucht im Rahmen der Erfindung vorzugsweise von oben nur bis maximal zu einem Drittel der Flüssigkeitshöhe in die Flüssigkeit ein. Je nach Größe des Flüssigkeitsspeichervolumens kann die Eintauchtiefe der Tauchglocke, bezogen auf die Flüssigkeitshöhe, auch noch viel weniger betragen, beispielsweise unter einem Viertel der Flüssigkeitssäule liegen.The diving bell, to which the combustion gases are fed, dives in the frame the invention preferably from above only up to a third of the maximum Liquid level into the liquid. Depending on the size of the Liquid storage volume can refer to the immersion depth of the diving bell to the liquid level, also much less, for example below a quarter of the liquid column.

Die Brennkammer befindet sich innerhalb der Tauchglocke, wobei sich der Brenner zweckmäßigerweise durch die Oberwand der Tauchglocke hindurch in die Brennkammer hinein erstreckt. Bei einfachster Ausführung bildet die Tauchglocke selbst die Brennkammer. In diesem Fall treten die Verbrennungsgase über den unteren Rand der Tauchglocke in die Flüssigkeit aus. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß bei abgeschaltetem Brenner und abgeschalteter Verbrennungsluft die Flüssigkeit die Tauchglocke von unten füllt und durch das Verbrennungsluftgebläse erst wieder ein Gasraum erzeugt werden muß, bevor der Brenner erneut eingeschaltet werden kann. Außerdem kann es bei der erfindungsgemäßen Ausführung der Fall sein, daß die geringe Eintauchtiefe der Tauchglocke in die Flüssigkeit nicht ausreicht, um unter ihr die gesamte Brennkammer anzuordnen. Es kann daher eine abweichende Ausbildung mit spezieller Führung für die Verbrennungsgase erforderlich sein.The combustion chamber is inside the diving bell, with the Burner expediently in through the top wall of the diving bell the combustion chamber extends into it. In the simplest version, the Diving bell itself the combustion chamber. In this case, the combustion gases occur into the liquid over the bottom of the diving bell. This arrangement has the disadvantage that when the burner is switched off and the burner is switched off Combustion air the liquid fills the diving bell from below and through that Combustion air blower a gas space must be generated again before the Burner can be switched on again. It can also be used for execution according to the invention be the case that the small immersion depth Diving bell in the liquid is not enough to hold the whole under it Arrange combustion chamber. It can therefore have a different training special guidance for the combustion gases may be required.

Eine solche zweckmäßige Ausführung besteht beispielsweise darin, daß die Brennkammer durch einen Hohlkörper gebildet wird, der unten durch einen Boden verschlossen und nach oben offen ist, und von unten her in die Tauchglocke hineinragt, wobei er selbst jedoch über die Unterkante der Tauchglocke hinaus in die Flüssigkeit hineintauchen kann, um so mehr Volumen für die Brennkammer und den Brenner zur Verfügung zu stellen.Such an expedient embodiment is, for example, that the Combustion chamber is formed by a hollow body, the bottom by a Is closed and open at the top, and from below into the Diving bell protrudes, but it itself over the lower edge of the Diving bell can dip into the liquid, the more volume for the combustion chamber and the burner.

Für die Führung der Verbrennungsgase ist bei einer solchen Ausführung zweckmäßigerweise noch ein Verbrennungsgasführungsrohr vorgesehen, welches von der Oberwand der Tauchglocke in die Brennkammer hineinragt, jedoch nicht bis auf deren Boden. Die Verbrennungsgase strömen dann aus dem unteren Bereich der Brennkammer unter der Unterkante des Verbrennungsgasführungsrohres hindurch in einen Spaltraum zwischen diesem Führungsrohr und der Außenwand des Hohlkörpers der Verbrennungskammer und strömen in diesem Zwischenraum nach oben, um dann über die Oberkante des Hohlkörpers hinweg in den Zwischenraum zwischen der Außenwand des Hohlkörpers und der Tauchglocke zu gelangen, um in diesem Zwischenraum wieder abwärts zu strömen. Der Austrittsquerschnitt der Tauchglocke ist derjenige dieses ringartigen Zwischenraumes zwischen der Außenwand des Hohlkörpers der Brennkammer und der Tauchglocke. Von der Unterkante der Tauchglocke aus gelangen die Verbrennungsgase dann unter die die Tauchglocke umgebende Lochplatte und strömen durch diese in das oberhalb der Lochplatte befindliche Flüssigkeitsvolumen.For the guidance of the combustion gases is in such a version expediently a combustion gas guide tube is also provided, which does not protrude from the top wall of the diving bell into the combustion chamber down to their bottom. The combustion gases then flow out of the lower one Area of the combustion chamber under the lower edge of the Combustion gas guide pipe into a gap between this Guide tube and the outer wall of the hollow body of the combustion chamber and flow up in this space, then over the top of the Hollow body in the space between the outer wall of the Hollow body and the diving bell to get to this space to flow down again. The exit cross-section of the diving bell is the one this annular space between the outer wall of the hollow body Combustion chamber and the diving bell. From the bottom edge of the diving bell the combustion gases then get under the surrounding of the diving bell Perforated plate and flow through it into the one located above the perforated plate Volume of liquid.

Wie auch bereits beim Gegenstand der US 2 233 675 endet der Außenumfang der Lochplatte frei in der Flüssigkeit. Die Lochplatte ist jedoch an ihrem Außenumfang mit einem nach unten ragenden Kragen versehen, welcher verhindert, daß die Verbrennungsgase an der Umfangskante der Lochplatte vorbei nach oben in die Flüssigkeit austreten.As with the subject matter of US Pat. No. 2,233,675, the outer circumference ends the perforated plate freely in the liquid. However, the perforated plate is on hers Provide the outer circumference with a collar that projects downwards prevents the combustion gases from passing the peripheral edge of the perforated plate emerge upwards into the liquid.

Das Flüssigkeitsvolumen der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann beispielsweise zwischen 600 und 1200 Litern liegen.The liquid volume of the device according to the invention can, for example are between 600 and 1200 liters.

In der beigefügten Zeichnung ist eine beispielhafte Ausführungsform einer Vorrichtung zum Erwärmen einer Wärmeträgerflüssigkeit dargestellt. Die vereinfachte Schnittzeichnung zeigt einen Behälter 2 mit drei Flüssigkeitsschichten 4, die unterschiedliche Temperaturen gemäß der unterhalb des Behälters 2 angelegten Schraffurfelder aufweisen. Im oberen Bereich des Behälters 2 ist eine Tauchglocke 6 angeordnet, an der ein Brenner 10 befestigt ist. Der Brenner 10 ist von einem unten verschlossenen Hohlkörper 20 umgeben, der eine Brennkammer 8 bildet. Neben dem unteren Ende der Tauchglocke 6 ist ein Lochblech 14 vorgesehen. Zwischen der Tauchglocke 6 und der Seitenwand des Hohlkörpers 20 ist ein Ringkanal mit einem Austrittsquerschnitt 12 ausgebildet, durch den das Verbrennungsgas in die Flüssigkeit 4 unterhalb des Lochbleches 14 geführt wird. Innerhalb des Hohlkörpers 20 ist ein Führungsrohr 22 für das Verbrennungsgas angeordnet, so daß das Verbrennungsgas vom Brenner 10 zunächst nach unten und dann zwischen Führungsrohr 22 und Hohlkörper 20 nach oben und schließlich zwischen Hohlkörper 20 und Tauchglocke 6 nach unten strömen kann.In the accompanying drawing an exemplary embodiment of a device for heating a heat transfer fluid is shown. The simplified sectional drawing shows a container 2 with three liquid layers 4 , which have different temperatures according to the hatching fields created below the container 2 . A diving bell 6 , to which a burner 10 is attached, is arranged in the upper region of the container 2 . The burner 10 is surrounded by a hollow body 20 which is closed at the bottom and forms a combustion chamber 8 . In addition to the lower end of the diving bell 6 , a perforated plate 14 is provided. Between the diving bell 6 and the side wall of the hollow body 20 , an annular channel with an outlet cross section 12 is formed, through which the combustion gas is guided into the liquid 4 below the perforated plate 14 . A guide tube 22 for the combustion gas is arranged inside the hollow body 20 , so that the combustion gas can flow from the burner 10 first downward and then between the guide tube 22 and the hollow body 20 upward and finally between the hollow body 20 and the diving bell 6 downward.

Der Behälter 2 ist mit Anschlüssen 16 für die Zu- und Abfuhr der Flüssigkeit 4 ausgestattet. Um Flüssigkeitsströme unterschiedlicher Rücklauftemperatur in unterschiedliche Temperaturbereiche einführen zu können, ist außerdem ein sogenannter Schichtlader 18 vorgesehen. Außerhalb des Behälters 2 ist noch ein Abgaswärmetauscher 24 angeordnet, der zweckmäßigerweise mit Flüssigkeit 4 aus dem niedrigsten Temperaturbereich beaufschlagt wird, um die Abgaswärme möglichst vollständig ausnutzen zu können.The container 2 is equipped with connections 16 for the supply and discharge of the liquid 4 . In order to be able to introduce liquid flows of different return temperatures into different temperature ranges, a so-called stratified charger 18 is also provided. Outside the container 2 there is also an exhaust gas heat exchanger 24 which is expediently charged with liquid 4 from the lowest temperature range in order to be able to utilize the exhaust gas heat as completely as possible.

Reference list

22nd

Behälter
container

44th

Flüssigkeit
liquid

66

Tauchglocke
Diving bell

88th

Brennkammer
Combustion chamber

1010th

Brenner
burner

1212th

Austrittsquerschnitt
Outlet cross-section

1414

Verteilungsmittel/Lochblech
Distribution means / perforated plate

1616

Anschlüsse
connections

1818th

Schichtenlader
Stratified loader

2020th

Hohlkörper
Hollow body

2222

Verbrennungsgasführungsrohr
Combustion gas guide pipe

2424th

Abgaswärmetauscher
Exhaust gas heat exchanger

Claims

1. Device for heating a liquid with

1. a pressure-free container ( 2 ) containing the liquid, which has a plurality of liquid connections ( 16 ) at different heights of the container wall,
2. a diving bell ( 6 ) arranged in the uppermost region of the container ( 2 ),
3. a combustion chamber ( 8 ) which is formed by a hollow body ( 20 ) closed at the bottom,
4. a burner ( 10 ) which is attached to the diving bell ( 6 ),
5. a perforated plate ( 14 ) which is arranged next to the lower end of the diving bell ( 6 ) and
6. an annular channel, which is formed by the space between the diving bell ( 6 ) and the side wall of the hollow body ( 20 ) and through which the combustion gas is guided into the liquid and then under the perforated plate ( 14 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that the connections ( 16 ) in the container wall for the removal and return of liquid from the container ( 2 ) are designed to act on one or more external heat exchangers.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that at least one of the return connections ( 16 ) within the container ( 2 ) is provided with a stratified charger ( 18 ) for returning liquid into liquid layers of the same temperature.

4. The device according to at least one of claims 1-3, characterized in that the diving bell ( 6 ) dips to less than a third of the liquid column from above into the liquid ( 4 ).

5. The device according to at least one of claims 1-4, characterized in that the combustion chamber ( 8 ) and the burner ( 10 ) are arranged within the diving bell ( 6 ).

6. The device according to claim 5, characterized in that the combustion chamber ( 8 ) by a bottom closed by a bottom and open at the top hollow body ( 20 ) is limited, which projects from below into the diving bell ( 6 ).

7. The device according to claim 6, characterized in that the hollow body ( 20 ) projects beyond the outlet cross section of the diving bell ( 6 ) down into the liquid ( 4 ).

8. The device according to claim 6 or 7, characterized in that the outlet cross-section ( 12 ) of the diving bell ( 6 ) is formed like an annular space by this itself and the wall of the hollow body ( 20 ).

9. The device according to at least one of claims 6-8, characterized in that a combustion gas guide tube ( 22 ) is provided which protrudes from the top wall of the diving bell ( 6 ) into the hollow body ( 20 ) until just above its bottom.

10. The device according to claim 9, characterized in that the path for the combustion gases from the lower region of the combustion chamber ( 8 ) from below into the gap between the combustion gas guide tube ( 22 ) and the wall of the hollow body ( 20 ) and over the upper edge of the wall of the hollow body in the annular space between the wall of the hollow body and the diving bell ( 6 ) leads to the outlet cross section.

11. The device according to at least one of claims 1-10, characterized in that the means for distributing the combustion gases ( 14 ) consists of a plate surrounding the diving bell ( 6 ) with distributed gas passage openings.

12. The apparatus according to claim 11, characterized in that the outer periphery of the plate ends freely in the liquid ( 4 ) and that the plate is provided on its outer periphery with a downward peripheral apron.

13. The device according to at least one of claims 5-12, characterized in that the burner ( 10 ) through the diving bell ( 6 ) is guided from above into the combustion chamber ( 8 ).

14. The device according to at least one of claims 1-13, characterized in that an exhaust gas heat exchanger ( 24 ) for the residual combustion gases (exhaust gases) emerging from the liquid is provided for utilizing residual exhaust gas heat for heating liquid from the lowest region of the liquid stratification in Container.

15. The device according to at least one of claims 1-14, characterized characterized in that they match the temperature layer with a Liquid withdrawal connection in the lower container area and one Liquid return connection in the upper container area for the Connection to and for the transfer of thermal energy from the Heat exchanger of a solar heating system is provided.