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DE2149885B2 - Vacuum boiler for domestic water heating - has separate water heat exchangers connected by vapour tube - Google Patents

Vacuum boiler for domestic water heating - has separate water heat exchangers connected by vapour tube

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DE2149885B2
DE2149885B2 DE19712149885 DE2149885A DE2149885B2 DE 2149885 B2 DE2149885 B2 DE 2149885B2 DE 19712149885 DE19712149885 DE 19712149885 DE 2149885 A DE2149885 A DE 2149885A DE 2149885 B2 DE2149885 B2 DE 2149885B2
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boiler
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DE2149885C3 (en
DE2149885A1 (en
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Zdenek Dipl.-Ing. Regensdorf Koula (Schweiz)
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Stotz und Co AG
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Stotz und Co AG
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Priority to FR7235568A priority patent/FR2258105A5/fr
Priority to GB4630172A priority patent/GB1412273A/en
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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00—Hot-water central heating systems
    • F24D3/08—Hot-water central heating systems in combination with systems for domestic hot-water supply
    • F24D3/082—Hot water storage tanks specially adapted therefor
    • F24D3/085—Double-walled tanks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
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Abstract

The boiler has a combustion chamber (2) containing a burner (1). The combustion chamber is within the base of the vacuum vessel (4) which contains water (3) being evaporated by the burner. The steam space (5A) above the water level is traversed by a heat exchanger (6) carrying space heating water heated by the steam and having flow and return connections (V, R). The vessel is connected by a vacuum pipe with a flanged joint (13) to a separate jacket (5B) which is under the same vacuum and contains a boiler (7). Steam condenses in the jacket and drains back to the first vessel, heating the secondary domestic water in the boiler as it condenses. The secondary water temperature is controlled by a steam regulator (10) in the connecting pipe.

Description

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitserhitzer zum Erwärmen von zwei oder mehr voneinander getrennten Flüssigkeiten, mit einem evakuierten, teilweise mit einer verdampfbaren Flüssigkeit gefüllten beheizten, unterteilten Behälter und darin angeordneten unabhängig voneinander erwärmbaren Wärmetauschern.The invention relates to a liquid heater for heating two or more separate Liquids, with an evacuated, partially filled with an evaporable liquid heated, subdivided Container and arranged therein heat exchangers that can be heated independently of one another.

Derartige, nach dem sogenannten »Vakuumverdampfungsprinzip« arbeitende Flüssigkeitserhitzer sind bereits bekannt, so z. B. aus der DT-AS 12 70 258 sowie der FR-PS 20 37 961. Sie finden insbesondere Anwendung als Warmwasserbereiter, wobei mindestens zwei Wärmetauscher vorgesehen sind, von denen der eine zur Erhitzung des Wassers einer Umlaufheizanlage dient, der andere als Boiler ausgebildet ist und zur Brauchwassererwärmung dient. Die Heizflüssigkeit kann z. B. ebenfalls Wasser sein. Derartige Warmwasserbereiter weisen gegenüber Warmwasserbereitern anderer Konstruktionen verschiedene entscheidende Vorteile auf.Such liquid heaters, which work according to the so-called "vacuum evaporation principle", are already in existence known, so z. B. from DT-AS 12 70 258 and FR-PS 20 37 961. They are used in particular as a water heater, at least two heat exchangers are provided, one of which for Heating the water of a circulation heating system is used, the other is designed as a boiler and for Domestic water heating is used. The heating fluid can, for. B. also be water. Such water heaters have various decisive factors compared to water heaters of other designs Benefits on.

Zur Vermeidung von Störungen soll die Temperatur des Boilerwassers nicht die Grenze überschreiten, bei welcher sich in wesentlichem Ausmaße Mineralienausscheidungen, insbesondere Kalkausscheidungen, zu bilden beginnen. Letztere würden sonst zu den bekannten Störungen im angeschlossenen Leitungssystem führen, insbesondere zur Verstopfung der Leitungen und der Ventile von Mischbatterien. Bei längerer Unterbrechung der Abnahme von Boilerwasser während der Heizperiode war bisher ein Ansteigen der Temperatur des Boilerwassers über die für die Mineralienausscheidung kritischen Grenze, gegebenenfalls bis zur Temperatur des beheizenden Dampfes, z. B.To avoid malfunctions, the temperature of the boiler water should not exceed the limit at which to a large extent mineral deposits, in particular calcium deposits begin to form. The latter would otherwise lead to the well-known disturbances in the connected line system lead, in particular to clogging of the pipes and the valves of mixer taps. For longer Interruption in the consumption of boiler water during the heating season was previously an increase in the Temperature of the boiler water above the critical limit for the elimination of minerals, if necessary up to the temperature of the heating steam, e.g. B.

ίο 95°C, nicht zu umgehen.ίο 95 ° C, not to be avoided.

Dazu kam, daß sich bisher die Temperatur des Boilerwassers während der Heizperiode nicht direkt sondern nur indirekt, d.h. durch Zumischen von Kaltwasser, regulieren ließ.In addition, the temperature of the boiler water has not changed directly during the heating period but only indirectly, i.e. by adding cold water.

Aus der US-PS 32 26 941 ist zwar eine Einrichtung zur Kühlung eines Klystrons bekannt. Dabei wird durch die vom Klystron abgeführte Wärme in einem oder mehreren Verdampfern eine verdampfbare Flüssigkeit, z. B. Freon, verdampft. Der Dampf gelangt durch eine mittels eines Absperrorgans absperrbare Gasleitung zu den Kondensatoren, wo er kondensiert und die dabei freiwerdende Wärme an die Luft abgegeben wird. Das Kondensat wird durch eine oder mehrere Kondensatleitungen in einem geschlossenen Kreislauf zu denFrom US-PS 32 26 941 a device for cooling a klystron is known. It is through the heat dissipated by the klystron in one or more evaporators a vaporizable liquid, z. B. Freon, evaporated. The steam arrives through a gas line that can be shut off by means of a shut-off device the condensers, where it condenses and the heat released is released into the air. That Condensate is fed through one or more condensate lines in a closed circuit to the

Verdampfern zurückgeleitet. Die· ganze Einrichtung arbeitet jedoch unter Überdruck, und im Gegensatz zur Aufgabenstellung bei der vorliegenden Erfindung soll hier nicht die Temperatur der Kondensatoren, sondern diejenige der Verdampfer, und damit des zu kühlendenEvaporators returned. However, the whole device works under overpressure and in contrast to the The object of the present invention should not be the temperature of the capacitors, but rather that of the evaporator, and thus of the one to be cooled

Klystrons, reguliert werden. Soll die Temperatur der Verdampfer erhöht werden, so wird das Absperrorgan geschlossen, und der Dampf der anfänglich noch verdampfenden Flüssigkeit verdrängt den Rest der Flüssigkeit aus dem Verdampfer, womit die Kühlwirkung beendet ist, bis das Absperrorgan wieder geöffnet wird und die Flüssigkeit wieder in den Verdampfer zurückfließen kann. Zweck dieses Vorgehens ist, die durch die Regelung bedingten Temperaturschwankungen der Verdampfer möglichst klein zu halten. Damit das System gemäß der erwähnten Veröffentlichung funktionieren kann, muß zudem dafür gesorgt werden, daß nicht Dampf und Flüssigkeit durch dieselbe Leitung in Gegenrichtung zwischen Verdampfer und Kondensator strömen können. Dies ist jedoch gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Flüssigkeitserhitzers gerade der Fall.Klystrons, are regulated. If the temperature of the evaporator is to be increased, the shut-off device is activated closed, and the vapor of the initially still evaporating liquid displaces the rest of the Liquid from the evaporator, with which the cooling effect is ended until the shut-off device opens again and the liquid can flow back into the evaporator. The purpose of doing this is that to keep the temperature fluctuations of the evaporator caused by the regulation as small as possible. In order to the system can function according to the mentioned publication, it must also be ensured that that not vapor and liquid through the same line in the opposite direction between evaporator and condenser can flow. However, this is according to a preferred embodiment of the invention Liquid heater just the case.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Temperatur des Boilerwassers so zu regulieren, daß Mineralausscheidungen verhindert werden.The invention has for its object to regulate the temperature of the boiler water so that Mineral excretions are prevented.

Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß die mindestens einen Wärmetauscher umschließenden Teile des evakuierten Behälters durch ein Absperrorgan trennbar sind.This is done according to the invention in that the parts enclosing at least one heat exchanger of the evacuated container can be separated by a shut-off device.

Auf diese Weise läßt sich die Temperatur der durchIn this way the temperature of the through

J5 den betreffenden Wärmetauscher erhitzten Flüssigkeit unabhängig von der Temperatur des Heizmitteldampfes und der Durchflußmenge in relativ weiten Grenzen variieren.J5 heated liquid to the heat exchanger concerned independent of the temperature of the heating medium vapor and the flow rate within relatively wide limits vary.

Bei einem Einsatz des erfindungsgemäßen Flüssigkeitserhitzers als Warmwasserbereiter wird zweckmäßigerweise das Absperrorgan mittels eines im oder am abtrennbaren Wärmetauscher oder einer mit diesem in Verbindung stehenden Leitung angeordneten Temperaturfühlers selbsttätig gesteuert, und zwar derart, daß die Temperatur des Boilerwassers nie die für die Mineralienausscheidung, insbesondere Kalkausscheidung, kritische Grenze überschreitet.When using the liquid heater according to the invention as a water heater, it is expedient the shut-off device by means of an in or on the separable heat exchanger or one with this in Connection standing line arranged temperature sensor controlled automatically, in such a way that the The temperature of the boiler water is never the critical one for the elimination of minerals, especially the elimination of lime Limit.

Für andere Anwendungen, so insbesondere fürFor other applications, especially for

Zwecke, wo die zu erwärmenden Flüssigkeiten nicht stets auf dieselbe Temperatur, sondern in Abhängigkeit von der Zeit auf variable Temperaturen erhitzt werden sollen, wird das Absperrorgan zweckmäßig programmgesteuert. Purposes where the liquids to be heated are not always at the same temperature, but depending on from the time to be heated to variable temperatures, the shut-off device is expediently program-controlled.

Die einzelnen Teile des evakuierten Behälters können voneinander durch eine einfache Trennwand, welche mit einer verhältnismäßig engen Durchlaßöffnung versehen und mittels des Absperrorgans verschließbar ist, getrennt sein.The individual parts of the evacuated container can be separated from each other by a simple partition, which provided with a relatively narrow passage opening and closable by means of the shut-off element is to be separated.

Zweckmäßigerweise ist jedoch der Wärmetauscherteil bzw. sind die Wärmetauscherteile vom Heizteil mit der Brennkammer konstruktiv getrennt und mit diesem nur durch mindestens ein mittels des Absperrorgans absperrbares Verbindungsrohr verbunden, welches vorzugsweise mittels einer Flanschverbindung trennbar ausgebildet ist. Auf diese Weise könner die einzelnen Teile des Flüssigkeitserhitzers getrennt gefertigt und transportiert werden. Die für die Montage der Anlage in einem Gebäude benötigten Maueröffnungen können entsprechend kleiner gehalten werden, und bei Reparaturen braucht nicht die ganze Anlage demontiert zu werden, sondern es können deren Teile einzeln ausgetauscht werden.Appropriately, however, the heat exchanger part or parts are structurally separated from the heating part with the combustion chamber and connected to this only by at least one connecting pipe which can be shut off by means of the shut-off element and which is preferably designed to be separable by means of a flange connection. In this way, the individual parts of the liquid heater can be manufactured and transported separately. The wall openings required for the installation of the system in a building can be kept correspondingly smaller, and repairs do not need to be dismantled the entire system, but its parts can be replaced individually.

Einige beispielsweise Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Flüssigkeitserhitzers werden nachstehend anhand der Zeichnung, wo sie schematisch dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigtSome exemplary embodiments of the liquid heater of the present invention are shown below with reference to the drawing, where they are shown schematically, explained in more detail. It shows

F i g. 1 eine erste Ausführungsform mit einem über der Brennkammer angeordneten Boilerteil, der von den übrigen Teilen des evakuierten Behälters durch eine mit einer mittels eines Absperrorgans verschließbare Durchlaßöffnung versehene Trennwand getrennt ist,F i g. 1 a first embodiment with a boiler part arranged above the combustion chamber, which is of the other parts of the evacuated container by a closable with a shut-off device The partition provided with the passage opening is separated,

Fig. 2 eine andere Art des Absperrorgans für die in F i g. 1 dargestellte Ausführungsform,Fig. 2 shows another type of shut-off device for the in F i g. 1 illustrated embodiment,

F i g. 3 ein Detail der Absperrorgankonstruktion nach F i g. 2 undF i g. 3 shows a detail of the shut-off element construction according to FIG. 2 and

Fig. 4 eine zweite Ausführungsform mit einem über der Brennkammer angeordneten Boilerteil, der von den übrigen Teilen des evakuierten Behälters durch ein Verbindungsrohr getrennt ist.Fig. 4 shows a second embodiment with an over the combustion chamber arranged boiler part, which from the other parts of the evacuated container through a Connecting pipe is disconnected.

In allen Figuren sind entsprechende Teile mit denselben Überweisungszeichen versehen.Corresponding parts are provided with the same transfer symbols in all figures.

Der in F i g. 1 dargestellte Flüssigkeitserhitzer weist eine durch die Wärmequelle 1, z. B. durch Gas, beheizte Brennkammer 2 auf. Diese wird gebildet durch den untersten, mit Wasser 3 gefüllten Teil des evakuierten Behälters 4, dessen Dampfraum durch die mit einer Durchlaßöffnung 5 versehene Trennwand 6 in zwei Teile getrennt wird: den Heizteil 4A und den Boilerteil AB. Im Heizteil 4A ist der Wärmetauscher 7 einer Umlaufheizanlage angeordnet, dem der Rücklauf R zugeführt und der Vorlauf V entnommen wird. Im Boilerteil 4ß ist der als Boiler ausgebildete Wärmetauscher 8 vorgesehen, an dem ein Zuleitungsrohr 9 für Frischwasser und ein Ableitungsrohr 10 für Heißwasser angeordnet sind. Zum Verschließen der Durchlaßöffnung 5 in der Trennwand 6 ist ein als Plattenventil 11 ausgebildetes Absperrorgan vorgesehen, welches durch den am Wärmetauscher 8 angeordneten Temperaturfühler 12 betätigt wird.The in F i g. 1 shown liquid heater has a through the heat source 1, z. B. by gas, heated combustion chamber 2. This is formed by the lowest part of the evacuated container 4 filled with water 3, the vapor space of which is separated into two parts by the partition 6 provided with a passage opening 5: the heating part 4A and the boiler part AB. In the heating part 4A , the heat exchanger 7 of a circulation heating system is arranged, to which the return R is fed and the flow V is removed. In the boiler part 4ß the heat exchanger 8 designed as a boiler is provided, on which a supply pipe 9 for fresh water and a discharge pipe 10 for hot water are arranged. To close the passage opening 5 in the partition 6, a shut-off device designed as a plate valve 11 is provided, which is actuated by the temperature sensor 12 arranged on the heat exchanger 8.

Die Abgase entweichen aus der Brennkammer 2 durch den Kamin 13.The exhaust gases escape from the combustion chamber 2 through the chimney 13.

Bei der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform ist der Temperaturfühler 14 als Bimetallspirale ausgebildet. Diese betätigt ein mit öffnungen versehenes als Drehschieber 15 ausgebildetes Absperrorgan, welches, wie in F i g. 3 im Detail dargestellt, mit Durchlaßöffnungen 16 in der Trennwand zusammenwirkt.In the case of the in FIG. 2, the temperature sensor 14 is designed as a bimetallic spiral. This actuates a shut-off device which is provided with openings and is designed as a rotary slide valve 15, which, as in Fig. 3 shown in detail, cooperates with passage openings 16 in the partition.

Bei der in F i g. 4 dargestellten Ausführungsform ist der Heizteil 4-4 vom Boilerteil 4ß konstruktiv getrennt und mit diesem nur durch eine Rohrleitung 17 verbunden. Diese ist mit einem Flansch 18 versehen, so daß sie trennbar ist, und mittels eines Absperrorgans 19, das durch den Temperaturfühler 20 betätigt wird, absperrbar.In the case of the in FIG. 4, the heating part 4-4 is structurally separated from the boiler part 4ß and connected to it only by a pipe 17. This is provided with a flange 18, see above that it is separable, and by means of a shut-off device 19 which is actuated by the temperature sensor 20, lockable.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims (7)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Flüssigkeitserhitzer zum Erwärmen von zwei oder mehr voneinander getrennten Flüssigkeiten, mit einem evakuierten, teilweise mit einer verdampfbaren Flüssigkeit gefüllten beheizten, unterteilten Behälter und darin angeordneten unabhängig voneinander erwärmbaren Wärmetauschern, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens einen Wärmetauscher (7, S) umschließenden Teile (4Λ, 4ß) des evakuierten Behälters (4) durch ein Absperrorgan (It, 15,19) trennbar sind.1. Liquid heater for heating two or more separate liquids, with an evacuated, partially filled with a vaporizable liquid heated, subdivided Container and heat exchangers arranged therein which can be heated independently of one another, characterized in that the at least a heat exchanger (7, S) enclosing parts (4Λ, 4ß) of the evacuated container (4) through a Shut-off element (It, 15, 19) are separable. 2. Flüssigkeitserhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der in einem der Behälterteile (43) angeordneten Wärmetauscher (8) in an sich bekannter Weise als Boiler ausgebildet ist.2. Liquid heater according to claim 1, characterized in that at least one of the in one the container parts (43) arranged heat exchanger (8) designed in a manner known per se as a boiler is. 3. Flüssigkeitserhitzer nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrorgan (U, 15, 19) mittels eines im oder am abtrennbaren Wärmetauscher (8) oder einer mit diesem in Verbindung stehenden Rohrleitung (17) angeordneten Temperaturfühlers (12, 14, 20) selbsttätig steuerbar ist.3. Liquid heater according to one of claims 1 and 2, characterized in that the Shut-off element (U, 15, 19) by means of an in or on the separable heat exchanger (8) or one with this connected pipe (17) arranged temperature sensor (12, 14, 20) automatically is controllable. 4. Flüssigkeitserhitzer nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrorgan (11,15,19) programmgesteuert ist.4. Liquid heater according to one of claims 1 and 2, characterized in that the Shut-off element (11,15,19) is program-controlled. 5. Flüssigkeitserhitzer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälterteile (4Λ, 4ß) durch eine mit einer Durchlaßöffnung (5, 16) versehene Trennwand (6) abgeteilt sind.5. Liquid heater according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the container parts (4Λ, 4ß) through a partition (6) provided with a passage opening (5, 16) are divided. 6. Flüssigkeitserhitzer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälterteile (4Λ, 4B) durch e>ne mit einem Absperrorgan (19) versehene Rohrleitung (17) verbunden sind.6. Liquid heater according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the container parts (4Λ, 4B) are connected by a pipe (17) provided with a shut-off element (19). 7. Flüssigkeitserhitzer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitung (17) aus zwei mit Flanschen (18) versehenen Rohren zusammengesetzt ist.7. Liquid heater according to claim 6, characterized in that the pipeline (17) consists of two is composed of pipes provided with flanges (18).
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