AT405446B - WATER HEATER - Google Patents

Description

AT 405 446 BAT 405 446 B

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wasserheizer gemäß dem Oberbegriff der Anspruches 1.The invention relates to a water heater according to the preamble of claim 1.

Bei aus der EP 255919 A2 bekannten derartigen Wasserheizern ist der Brenner in einer einschaligen Brennkammer angeordnet, die über eine meist horizontal verlaufende Luftzuleitung und eine im wesentlichen vertikale Abgasleitung mit dem Aufstellungsraum beziehungsweise einem Kaminanschluß verbunden ist. Dabei erfolgt die Erwärmung des Speicherinhaltes durch den Wärmedurchgang durch die Brennkammer und die Abgasleitung, die vom Brenner beziehungsweise den Abgasen an deren Innenseiten beaufschlagt sind.In such water heaters known from EP 255919 A2, the burner is arranged in a single-shell combustion chamber which is connected to the installation space or a chimney connection via a mostly horizontal air supply line and an essentially vertical exhaust gas line. The storage contents are heated by the heat transfer through the combustion chamber and the flue gas line, which are acted upon by the burner or the flue gases on the inside thereof.

Dabei ergibt sich jedoch der Nachteil, daß sich das erwärmte Wasser mit dem noch nicht erwärmten Wasser nur schlecht vermischt, wobei es aber kaum zu einer horizontalen Schichtung kommt, sondern zu einer erheblichen Verwirbelung. Dadurch steht aber im obersten Bereich des Speichers erst nach einer erheblichen Aufheizzeit ausreichend warmes Wasser zur Verfügung. In weiterer Folge kommt es beim Betrieb eines solchen Wasserheizers zu einer relativ hohen Taktzahl des Brenners, insbesondere wenn der Speicher als Brauchwasserspeicher verwendet wird.However, there is the disadvantage that the heated water mixes only poorly with the water which has not yet been heated, but there is hardly any horizontal stratification, but rather considerable turbulence. As a result, sufficient warm water is only available in the uppermost area of the storage tank after a considerable heating-up time. Subsequently, the operation of such a water heater leads to a relatively high number of cycles of the burner, in particular if the store is used as a hot water tank.

Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und einen Wasserheizer der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, der sich durch ein günstiges Betriebsverhalten auszeichnet und bei dem hohe Taktzahlen des Brenners vermieden werden können.The aim of the invention is to avoid these disadvantages and to propose a water heater of the type mentioned at the outset, which is distinguished by favorable operating behavior and at which high burner cycle rates can be avoided.

Erfindungsgemäß wird dies bei einem Wasserheizer der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.According to the invention this is achieved in a water heater of the type mentioned by the characterizing features of claim 1.

Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ist sichergestellt, daß das durch die von der Brennkammer abgestrahlte Wärme erwärmte Wasser im Zentralrohr geführt hochsteigt und sich anschließend im obersten Bereich des Speichers ausbreitet und es zu einer ausgeprägten Schichtung kommt. Dadurch steht bereits nach kurzer Aufheizzeit warmes Wasser im obersten Bereich des Speichers zur Verfügung, und es kann der Speicher als Schichtenspeicher betrieben werden, wodurch eine geringe Taktzahl des Brenners möglich ist.The proposed measures ensure that the water heated by the heat radiated from the combustion chamber rises in the central tube and then spreads out in the uppermost region of the storage unit and there is a pronounced stratification. As a result, hot water is available in the uppermost area of the store after a short heating-up time, and the store can be operated as a stratified store, which enables the burner to run at a low cycle rate.

Durch die Merkmale des Anspruches 2 ergibt sich eine Verbesserung des Wärmeüberganges zum Wasser des Speichers.The features of claim 2 result in an improvement in the heat transfer to the water of the storage.

Durch die Merkmale des Anspruches 3 wird das Einströmen des kühlen Wassers in das Zentralrohr erleichtert. Außerdem wird dadurch auch verhindert, daß es außerhalb des Zentralrohres zu einer Verwirbelung durch frei aufsteigendes erwärmtes Wasser kommt. Weiters ist es durch die vorgeschlagenen Maßnahmen auch möglich, Wärme aus einem Sonnenkollektor in des Wasser des Speichers einzubringen und dadurch die Taktzahl des Brenners weiter zu verringern.The features of claim 3 facilitate the inflow of the cool water into the central tube. In addition, it also prevents swirling outside of the central tube due to freely rising heated water. Furthermore, the proposed measures also make it possible to introduce heat from a solar collector into the water in the store and thereby further reduce the number of cycles of the burner.

Durch die Merkmale des Anspruches 4 ergibt sich der Vorteil eines Kombigerätes, wobei bei fehlender Wärmeanforderung durch eine an den Heizungskreis angeschlossene Heizkörperanordnung das Heizungswasser über eine Bypaßleitung in einem Kurzschlußkreis geführt wird und es daher zu einem Anstieg der Temperatur der Brennkammerwand kommt, so daß diese mehr Wärme an das Speicherwasser abgibt und dieser rascher aufgeladen wird.Due to the features of claim 4, there is the advantage of a combination device, wherein in the absence of heat demand by a radiator arrangement connected to the heating circuit, the heating water is conducted via a bypass line in a short-circuit and therefore there is an increase in the temperature of the combustion chamber wall, so that this more Releases heat to the storage water and it is charged more quickly.

Durch die Merkmale des Anspruches 5 ergibt sich eine in konstruktiver Hinsicht sehr einfache Lösung.The features of claim 5 result in a very simple design solution.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch einen erfindungsgemäßen Wasserheizer zeigt.The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing, which schematically shows a water heater according to the invention.

Der Wasserheizer weist einen Speicher 1 auf, in dem eine Brennkammer 2 vorgesehen ist, in der ein Brenner 3 angeordnet ist.The water heater has a memory 1, in which a combustion chamber 2 is provided, in which a burner 3 is arranged.

Oberhalb der Brennkammer 3 ist ein Zentralrohr 4 angeordnet, das in seinem unteren Bereich eine kegelstumpfförmige Erweiterung 5 aufweist. Dabei verbleiben zwischen einem Boden 6 und der unteren Stirnseite des Zentralrohres 4 ein Einströmspalt 7 und zwischen der Decke 8 des Speichers 1 und der oberen Stirnseite des Zentralrohres 4 ein Ausströmspalt 9.A central tube 4 is arranged above the combustion chamber 3 and has a frustoconical extension 5 in its lower region. An inflow gap 7 remains between a base 6 and the lower end face of the central tube 4 and an outflow gap 9 between the ceiling 8 of the reservoir 1 and the upper end face of the central tube 4.

Aus dem obersten Bereich 10 des Speichers 1 führt eine Brauchwasserleitung 11 weg. Weiters ragt eine Kaltwasserzuführung 12 in den untersten Bereich 13 des Speichers 1 hinein.A hot water pipe 11 leads away from the uppermost area 10 of the storage 1. Furthermore, a cold water supply 12 projects into the lowermost area 13 of the storage 1.

Die Brennkammer 1 ist von einem Doppelmantel 14 begrenzt, dessen Zwischenraum 15 in Kanäle 16 unterteilt ist. Dabei sind an der Außenseite der Brennkammer 2 Rippen 17 angeordnet, die den Wärmeübergang in das Wasser des Speichers 1 verbessern.The combustion chamber 1 is delimited by a double jacket 14, the space 15 of which is divided into channels 16. Here, ribs 17 are arranged on the outside of the combustion chamber, which improve the heat transfer into the water of the storage 1.

Der Zwischenraum 15 des Doppelmantels 14 ist mit einer Vorlaufleitung 18, die zu einer Heizkörperanordnung 19 führt und einer Rücklaufleitung 20 verbunden ist, wobei in der Rücklaufleitung 20 eine Umwälzpumpe 21 angeordnet ist.The intermediate space 15 of the double jacket 14 is connected to a feed line 18 which leads to a radiator arrangement 19 and a return line 20, a circulation pump 21 being arranged in the return line 20.

Weiters ist eine die Vorlaufleitung 18 mit der Rücklaufleitung 20 verbindende Bypassleitung 22 vorgesehen, in der ein Absperrorgan 23 angeordnet ist. Dabei ist die Umwälzpumpe 21 zwischen dem Anschluß der Bypassleitung 22 und der Doppelwand 14 angeordnet, so daß ein Kreislauf vom Doppelmantel 14 über die Vorlaufleitung 18, die Bypassleitung 22 und die Rücklaufleitung 20 aufrecht erhalten werden kann. 2Furthermore, a bypass line 22 connecting the flow line 18 to the return line 20 is provided, in which a shut-off device 23 is arranged. The circulation pump 21 is arranged between the connection of the bypass line 22 and the double wall 14, so that a circuit from the double jacket 14 via the supply line 18, the bypass line 22 and the return line 20 can be maintained. 2nd

Claims (5)

AT 405 446 B Weiters ist im Bereich der Erweiterung 5 des Zentralrohres 4 eine Rohrschlange 24 angeordnet, die über eine Kollektor-Vorlaufleitung 25 und eine Kollektor-Rücklaufleitung 26, in der eine Pumpe 27 angeordnet ist, mit einem Sonnenkollektor 28 verbunden ist. Zum Aufheizen des Speichers 1 wird der Brenner 3 über eine mit einem Gasventil 29 versehene Gasleitung 30 mit Gas versorgt und in Betrieb genommen. Die entstehende Wärme erwärmt das in der Doppelwand 14 befindliche Heizwasser, das mittels der Umwälzpumpe 21 in Umlauf gehalten wird, wobei dies je nach dem Vorliegen einer Wärmeanforderung durch die Heizkörperanordnung 19, über die Heizkörperanordnung 19 oder über die Bypassleitung 22 und das in diesem Fall geöffnete Absperrorgan 23 erfolgt. Trotz der Kühlung der durch die Doppelwand 14 begrenzten Brennkammer 2 gibt diese über die Rippen 17 Wärme an das im Speicher 1 befindliche Wasser ab. Dieses erwärmt sich im Bereich der Erweiterung 5 des Zentralrohres 4 und steigt in diesem hoch, wobei kühles Wasser über einen Einström-spalt 7 nachströmt. Das erwärmte Wasser tritt über den Ausströmspalt 9 im obersten Bereich des Speichers 1 aus dem Zentralrohr 4 aus und verbreitet sich über den übrigen Bereich des Speichers 1 und bildet eine Schicht warmem Wassers aus. Auf diese Weise wird der Speicher 1 von oben nach unten mit warmem Wasser aufgeladen. Weiters kann eine Aufladung des Speichers 1 auch über den Sonnenkollektor 28 erfolgen, wobei das Wasser im Sonnenkollektor 28 erwärmt und mittels der Pumpe 27 im Umlauf gehalten wird. Das im Kollektor erwärmte Wasser gibt seine Wärme über die Rohrschlange 24 an das Wasser des Speichers 1 im Bereich der Erweiterung 5 des Zentralrohres 4 ab. Warmes Brauchwasser kann über die Brauchwasserleitung 11 aus dem obersten Bereich 10 des Speichers 1 abgezogen werden, wobei gleichzeitig kaltes Wasser über die Kaltwasserzuleitung 12 in den untersten Bereich 13 des Speichers 1 nachströmt. Der Brenner wird dabei über nicht dargestellte Temperaturfühler, die im untersten, mittleren und obersten Bereich des Speichers 1 angeordnet sind, gesteuert. Patentansprüche 1. Wasserheizer mit einem Speicher (1), in dem eine einen Brenner (3) enthaltende im untersten Bereich (13) des Schichtenspeichers (1) angeordnete und von einem Zentralrohr (4) übergriffene Brennkammer (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren der Brennkammer (2) eine von einem wärmeaufnehmenden Medium durchströmbare Kühleinrichtung angeordnet ist und daß obere und untere Stirnseiten des Zentralrohres (4) Zuström- beziehungsweise Abströmkanäle (7, 9) mit einem Boden (6) und einem Deckel (8) des Speichers (1) begrenzen.AT 405 446 B Furthermore, in the area of the extension 5 of the central tube 4, a coil 24 is arranged, which is connected to a solar collector 28 via a collector feed line 25 and a collector return line 26, in which a pump 27 is arranged. To heat the store 1, the burner 3 is supplied with gas via a gas line 30 provided with a gas valve 29 and put into operation. The heat generated heats the heating water located in the double wall 14, which is kept in circulation by means of the circulating pump 21, this depending on the presence of a heat request by the radiator arrangement 19, via the radiator arrangement 19 or via the bypass line 22 and in this case open Shut-off device 23 takes place. Despite the cooling of the combustion chamber 2 delimited by the double wall 14, it gives off heat to the water in the store 1 via the ribs 17. This heats up in the area of the extension 5 of the central tube 4 and rises in the latter, with cool water flowing in via an inflow gap 7. The heated water exits the central tube 4 via the outflow gap 9 in the uppermost region of the reservoir 1 and spreads over the remaining region of the reservoir 1 and forms a layer of warm water. In this way, the memory 1 is charged from the top down with warm water. Furthermore, the store 1 can also be charged via the solar collector 28, the water in the solar collector 28 being heated and kept in circulation by means of the pump 27. The water heated in the collector releases its heat via the coil 24 to the water of the reservoir 1 in the area 5 of the extension 4 of the central tube 4. Warm service water can be drawn off from the uppermost area 10 of the store 1 via the service water line 11, with cold water simultaneously flowing in via the cold water supply line 12 into the lowermost area 13 of the store 1. The burner is controlled via temperature sensors, not shown, which are arranged in the lowest, middle and uppermost region of the store 1. 1. Water heater with a store (1), in which a burner (3) is arranged in the lowermost region (13) of the stratified store (1) and is overlaid by a central tube (4) over the combustion chamber (2), characterized in that that a cooling device through which a heat-absorbing medium can flow is arranged in the interior of the combustion chamber (2) and that upper and lower end faces of the central tube (4) have inflow and outflow channels (7, 9) with a bottom (6) and a cover (8) of the Limit memory (1). 2. Wasserheizer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer (2) an ihrer Außenseite mit Rippen (17) versehen ist.2. Water heater according to claim 1, characterized in that the combustion chamber (2) is provided on its outside with ribs (17). 3. Wasserheizer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentralrohr (4) in seinem untersten Bereich eine kegelstumpfförmige Erweiterung (5) aufweist, in deren Innerem eine mit einem Sonnenkollektor (28) verbindbare Rohrschlange (24) angeordnet ist.3. Water heater according to claim 1 or 2, characterized in that the central tube (4) has in its lowermost region a truncated cone-shaped extension (5), inside which a pipe coil (24) which can be connected to a solar collector (28) is arranged. 4. Wasserheizer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung der Brennkammer (2) mit einem Heizungskreis (18, 19, 20) verbunden ist.4. Water heater according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cooling device of the combustion chamber (2) is connected to a heating circuit (18, 19, 20). 5. Wasserheizer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung durch einen in Kanäle (16) unterteilten Doppelmantel (14) ausgebildet ist, der die Brennkammer (2) begrenzt. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 35. Water heater according to one of claims 1 to 4, characterized in that the cooling device is formed by a double jacket (14) divided into channels (16), which delimits the combustion chamber (2). With 1 sheet of drawings 3