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"Fernheiz-Warmwasserbereitert
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Die Erfindung betrifft einen nach dem Speicherprinzip arbeitenden
Fernheiz-Warmwasserbereiter, bestehend aus mindestens einem korrosionsgeschützten
Speicherraum mit einem unteren Einlaß ftir kaltes Brauchwasser und einem oberen
Auslaß für erwärmten Brauchwasser sowie mindestens zwei vom Fernheizvorlauf beaufschlagbaren,
übereinander angeordneten ärmetauschern die über eine Verbindungsleitung derart
hintereinander geschaltet sind, daß der Fernheizvorlauf zunächst den oberen und
dann den unteren Wärmeaustauscher beaufschlagt, und von denen zumindest der obere
eine im Speicherwasser angeordnete
Wärmeaustauschfläche aufweist.
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In der Fernheiztechnik ist man bemüht, zur Reduzierung des Energieaufwandes
für die Heizwasserumwälzung und zur Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades
von Kraftwerken das Heizwasser so stark wie möglich auszuKühlen. Bei einem bekannten
Fernheiz-Warmwasserbereiter sind unter diesem Gesichtspunkt in dem Speicherraum
zwei Wärmeaustauschflächen in einem Abstand berinnr angeordnet, so daß dem Fernheizwasser
nach dem Durchlauf durch den oberen Wärmeaustauscher anschließend noch in dem unteren
Wärmeaustauscher, der von kälterem Wasser umgeben ist, weitere Wärme entzogen werden
kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Warmwasserbereiter der
eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß eine noch bessere Auskühlung des
Heizungsrücklaufwassers erfolgen kann.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Speicherraum
zwischen den beiden Wärmeaustauschern eine mit einer vergleichsweise kleinen Durchtrittsöffnung
versehene Trennwand aufweist, die den Speicherraum in eine untere Vorwärmkammer
und eine obere Nachwärmkammer unterteilt.
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Durch diese vertikale Trennung des Speicherraums in eine Vorwärmstufe
und eine Nachwärmetufe wird eine schärfere
Temperaturbereichstrennung
erzielt, die zu einer besseren Auskühlung des Fernheizvorlaufwassers in dem Warmwasserbereiter
führt.
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Vorzugsweise sind die Nachw«-irmRammer und die Vorwärmkammer als gesonderte
miteinander verbundene Behälter ausgebildet.
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Durch diese Maßnahme ist es möglich, die Warmwasserbereiter nach dem
Baukastensystem zusammenzusetzen.
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Als Wärmeaustauscherflächen sind zweckmäßig sowohl in der Vorwärmkammer
als auch in der Nachwärmkammer Rohrschlangen vorgesehen.
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Die Rohrschlangen in der Nachwärmkammer und Vorwärmkammer können hintereinander
geschaltet sein, so daß sich praktisch zwei aneinander angrenzende, durch die Durchtrittsöffnung
in der Trennwand miteinander verbundene Speicherkammern ergeben, in denen das Fernheizvorlaufwasser
gut ausgekühlt wird.
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Alternativ kann die Rohrschlange der Nachwärmkammer auch mit dem Speicherraum
der Vorwärmkammer hintereinander geschaltet sein, während die Rohrschlange der Vorwärmkammer
einerseits mit dem Kaltwasserzulauf und andererseits
mit dem Speicherraum
der Nachwärmkammer in Verbindung steht.
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Bei dieser Alternative arbeitet die Vorwärmkammer praktisch nach dem
Durchlaufprinzip, welches an sich die Möglichkeit einer stärkeren Auskühlung bietet.
Durchlauf-Wassererwärmer sind für den Fernheizbetrieb zwar in der Regel nachteilig,
da diese Systeme insbesondere bei hohen Beheizungstemperaturen durch verstärkten
Kalkausfall schnell unbrauchbar werden.
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Im vorliegenden Fall liegt die Durchlauferwärmung Jedoch im Niedertemperaturbereich,
in welchem kein Kalkausfall zu erwarten ist. Auf diese Weise kann in sehr vorteilhafter
Weise das Speicherprinzip mit dem eine noch stärkere Auskühlung bewirkenden Durchlaufprinzip
kombiniert werden.
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Das Durchlaufprinzip ist Jedoch nur dann wirksam, wenn warmes Brauchwasser
gezapft wird. Um den nach dem Durchlaufprinzip arbeitenden Vorwärmer auch dann zur
Aufheizung des Speicherwassers heranzuziehen, wenn kein Brauchwasser entnommen wird,
kann der Speicherraum der Nachwärmkammer über eine Zirkulationsleitung mit dem Eingangs
ende der in der Vorwärmkammer angeordneten Rohrschlange verbunden sein. Auf diese
Weise zirkuliert das zu erwärmende Brauchwasser auch dann durch den nach dem Durchlaufprinzip
arbeitenden Vorwärmer, wenn kein Brauchwasser entnommen wird.
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Um zu verhindern, daß das aus der Rohrschlange der Vorwärmkammer in
den Speicherraum der Nachwärmkammer gelangende vorgewärmte Wasser unmittelbar in
die vom unteren Bereich der Nachwärmkammer ausgehende Zirkulationsleitung strömt,
ist das Austrittsende der Rohrschlange der Vorwärmkammer etwas höher angeordnet
als der Anschluß der von der Nachwärmkammer ausgehenden Zirkulationsleitung.
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In der Zirkulationsleitung ist zweckmäßig eine RUckschlagklappe angeordnet,
die die Zirkulationsleitung bei Zapfung schließt. Dadurch ist gewährleistet, daß
das zu erwärmende Brauchwasser in Jedem Falle zunächst in die Vorwärmkammer eintritt.
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Wenn im Winterbetrieb das Fernheizvorlaufwasser auch zur Raumbeheizung
verwendet wird, kann das HeizungsrUcklaufwasser zur weiteren Auskühlung in die Verbindungsleitung
zwischen dem oberen und dem unteren Wärmeaustauscher des Warmwasserbereiters eingespeist
werden.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht
und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Schnitt durch
einen mit Fernheizwasser beaufschlagbaren Warmwasserbereiter und Fig. 2 eine andere
Ausführungsform des Warmwasserbereiters.
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Nach der Zeichnung besteht der Fernheiz-Warmwasserbereiter aus einem
größeren, eine langgestreckte Nachwärmkammer 1 umschließenden Behälter 2 und einem
kleineren, eine langgestreckte Vorwärmkammer 3 umschließenden Behälter 4.
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Die beiden zylinderförmigen Behälter 2 und 4 sind übereinander in
koaxialer Ausrichtung angeordnet, wobei der größere Behälter 2 oben und der kleinere
Behälter 4 unten angeordnet ist. Zur Verbindung der beiden Behälter 2 und 4 weist
der obere Behälter 2 einen nach unten weisenden Anschlußstutzen 5 mit einem Verbindungsflansch
6 auf, an welchen der untere Behälter 4 angeschraubt ist. Der untere Behälter 4
ist mit einem Deckel 7 versehen, der eine Trennwand zwischen der Vorwärmkammer 3
und der Nachwärmkammer 1 bildet. Einzige Verbindung zwischen den beiden Kammern
1 und 3 ist eine etwa in der Mitte des Deckels 7 angeordnete Durchtrittsöffnung
8.
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Im Innern der Nachwärmkammer 1 befindet sich ein Wärme aus tauscher
in Form einer Rohrschlange 9, deren oberes Eintrittsende
10 an
den Vorlauf 11 einer Fernheizleitung angeschlossen ist. Das untere Austrittsende
12 der Rohrschlange 9 ist mit dem Eintrittsende 13 eines zweiten ebenfalls als Rohrschlange
14 ausgebildeten Wärmeaustauschers verbunden, der im Innern der Vorwärmkammer 13
angeordnet ist.
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Das Austrittsende 15 der Rohrschlange 14 ist an die Rücklaufleitung
16 der Fernheizung angeschlossen.
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Das in dem Warmwasserbereiter zu erwärmende kalte Brauchwasser gelangt
über einen Einlaßstutzen 17 in den unteren Bereich der Vorwärmkammer 3 und von dort
durch die Durchtrittsöffnung 8 in die Nachwärmkammer 1. Aus dem oberen Bereich der
Nachwärmkammer 1 kann das erwärmte Brauchwasser dann über eine Auslaßleitung 18
gezapft werden.
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Bei dem in Fig. 1 dargestellten Warmwasserbereiter arbeitet also sowohl
die Vorwärmkammer als auch die Nachwärmkammer nach dem Speicherprinzip, wobei der
Wärmeaustauscher 9 in der größeren Nachwärmkammer 1 mit dem heißen Fernheizvorlaufwasser
beaufschlagt wird, während der in der Vorwärmkammer 3 angeordnete Wärmeaustauscher
14 mit dem abgekühlten Wasser aus dem Wärmeaustauscher 9 gespeist wird und somit
eine weitere Auskühlung des Fernheizvorlaufwassers bewirkt.
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Da das Kaltwasser häufig nur Eintrittstemperaturen von 10 0C und weniger
aufweist, kann in der Vorwärmkammer 3 eine intensive Auskühlung des Fernheizwassers
erfolgen.
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Diese intensive Auskühlung wird insbesondere auch durch die Trennwand
7 bewirkt, die eine scharfe Temperaturbereichstrennung ermöglicht.
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Im Winterbetrieb, wenn auch die Raumheizkörper 19 mit dem Fernheizvorlaufwasser
beaufschlagt werden, kann das Heizungsrücklaufwasser 20 zur weiteren Auskühlung
in die Verbindungsleitung 21 eingespeist werden, die die beiden Wärmeaustauscher
9 und 14 miteinander verbindet. Auf diese Weise gelangt das die Heizungsrücklaufwasser
20 vor dem Eintritt inFernheizrücklaufleitung 16 noch in den in der Vorwärmkammer
3 befindlichen Wärmeaustauscher 14, in dem es noch weiter abgekühlt werden kann.
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Die beiden zu dem Warmwasserbereiter zusammengefaßten Behälter 2 und
4 sind mit einer thermischen Isolierung 22 umgeben, um die Abkühlung des in dem
Speicherraum befindlichen aufgeheizten Brauchwassers gering zu halten.
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Der in Fig. 2 dargestellte Warmwasserbereiter weist einen ähnlichen
Aufbau auf wie der Warmwasserbereiter gemäß Fig. 1.
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Um die Beschreibung zu vereinfachen, sind die gleichen Teile mit gleichen
Positionszahlen versehen und brauchen nicht noch einmal ausführlich beschrieben
zu werden.
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Auch in diesem Fall ist der Warmwasserbereiter wieder aus zwei Behältern
2 und 4 zusammengesetzt, die funktionell
eine Einheit bilden und
in ihrer Gesamtheit von einer gemeinsamen Wärmeisolierung 22 umgeben sind. Der größere
obere Behälter 2 umschließt wiederum die Nachwärmkammer 1 und weist in seinem Inneren
einen Wärmeaustauscher 9 auf, dessen oberer Eingangsstutzen 10 an die Fernheizvorlaufleitung
11 angeschlossen ist.
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des Wärmeaustauschers 9 Der untere Auslaßstutzen 12rist bei diesem
Ausführungsbeispiel über die Verbindungsleitung 21 mit einem oberen Einlaßstutzen
23 des unteren Behälters 4 verbunden. Aus dem unteren Bereich des Behälters 4 führt
ein Auslaßstutzen 24 heraus, der an die Fernheizrücklaufleitung 16 angeschlossen
ist. Im Inneren der von dem Fernheizwasser durchströmten Kammer 25 des unteren Behälters
4 befindet sich ein als Rohrschlange 26 ausgebildeter Wärmeaustauscher, dessen unteres
Eingangsende 27 an die Kaltwasserleitung 28 angeschlossen ist. Das obere Ende des
Wärmeaustauschers 26 geht in eine vertikale Steigleitung 29 über, die durch die
in dem Deckel 7 des Gefäßes 4 vorgesehene Durchgangsöffnung 8 hindurchgeführt ist.
Der obere Ausgangsquerschnitt 30 des Steigrohrs 29 liegt zwischen der Rohrschlange
9 des in der Vorwärmkammer 1 angeordneten Wärmeaustauschers.
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Aus dem unteren Bereich der Nachwärmkammer 1, und zwar unterhalb de
s des Ausgangsquerschnitts 30 des Steigrohrs 29, ist eine Zirkulationsleitung 31
aus der Nachwärmkammer 1 herausgeführt und mündet unmittelbar vor dem Eingangsstutzen
27 der Rohrschlange
26 in die Kaltwasserleitung 28. In die Zirkulationsleitung
31 ist eine Rückschlagklappe 32 geschaltet, die diese im Falle einer Zapfung verschließt.
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Auch bei diesem AusfUhrungsbeispiel kann das HeizungsrUcklaufwasser
20 im Winterbetrieb in die Verbindungsleitung 21 eingespeist werden, so daß es in
dem Behälter 4 weiter ausgekühlt werden kann.
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Bei dem in Fig. 2 dargestellten Warmwasserbereiter wird also die Nachwärmung
nach dem Speicherprinzip und die Vorwärmung nach dem Durchlaufprinzip betrieben.
Wenn warmes Brauchwasser aus der Nachwärmkammer 1 entnommen wird, wird der Wärmeaustauscher
26 von kaltem Brauchwasser durchströmt, welches sich durch Wärme austausch mit dem
in der Vorwärmkammer 25 befindlichen Fernheizwasser erwärmt. Wenn kein Brauchwasser
entnommen wird, und folglich kein Kaltwasser zuströmt, wird in der Rohrschlange
26 dennoch eine Strömung induziert, und zwar über die Zirkulationsleitung 31, so
daß auch während der Zeiten, in denen nicht gezapft wird,der Wärmeaustauscher 26
für die Vorwärmung mit herangezogen werden kann.