DE1679677A1 - Waermetauscher zum Bereiten von warmem Brauchwasser - Google Patents

Description

• Wärmetauscher zum Bereiten von warmem Brauchwasser Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher zum Bereiten von warmem Brauchwasser, welches durch eine schraubenförmig gewundene Rohrschlage hindurchgeleitet wird, welche in einen vom Umlaufwasser eines gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzers quer zu den Rohren der Rohrschlange durchströmten Wärmetauscher-Behälter eingesetzt ist nach Patent ............. (Patentanmeldung P 16 79 674.0 - 16), wobei das Umlaufwasser im Brauchwasser-Behälter als Wärmevorrat auf einer bestimmten Temperatur gehalten wird. Nach dem Hauptpatent werden in einem solchen Brauchwasser-Wärmetauscher, welcher im Nebenschluss zu den Heizkörpern einer Zentralheizungsanlage in einem System mit einem gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzer Verwendung findet, zur Erzielung einer besonders günstigen Wärmeübertragung bei relativ geringem Druckabfall Umlaufwassersystem die einzelnen Rohrwendeln der Brauchwasserdurchlauf-Rohrschlange mit ihrer längsachse,parallel zur Strömungsrichtung des Umlaufwassers und konzentrisch zu einem zentralen Mantelrohr angeordnet, durch welches das Umlaufwasser in entgegengesetzter Richtung zum@Durchlauf durch den Brauchwasser-Wärmetauscher-Behälter wieder aus dem Brauchwasser-Wärme-Lauscher herausgeführt wird.
• Die Erfindung betrifft eine vorteilhafte Weiterbildung dieses Systems, mit welcher eine ausreichende Erwärmung des Brauchwassers auch bei einer relativ kurzen Brauchwasserdurchlauf-Rohrschlange und damit einem relativ kleinen Brauchwasser-Wärmetauscher gewährleistet werden kann. Die Erfindung besteht darin, dass dem mit der Brauchwasserdurchlauf-Rohrschlange versehenen Behälter des Brauchwasser-Wärmetauschers ein Umlaufwasser-Speicherraum mit Wärmevorrat unmittelbar vorgesc:'.-.itet ist. Dadurch wird die im Umlaufwasservorrat für der, 1rduchwasser-Wärmetauscher gespeicherte Wärme besser ausgenutzt als bei bisher bekannten Brauchwasser-Wärmetauschern-mit Wärmevorrat. Es wird auch eine gleichbleibende Temperatur des Brauchwassers vom Beginn des Zapfens des Brauchwassers an erzielt. Nur ein Teil des auf einer bestimmten Temperatur gehaltenen und dem Brauchwasser-Wärmetauscher zur Verfügung gestellten Umlaufwasservorrats befindet sich im eigentlichen Brauchwasser-Wärmetauscher-Behälter. Der übrige Teil befindet sich in ebenfalls vorgewärmtem Zustand in dem unmittelbar vorgeschalteten Speicherraum und strömt nach Beginn des Zapfens des Brauchwassers durch den Brauchwasser-Wärmetauscher hindurch. In der Zeit, die vergeht, bis r1 rA r diese Wassermenge durch den Brauchwasser-Wärmetauscher geflossen ist, liefert der gasbeheizte Umlauf-Wassererhitzer bereits neues erwärmtes Umlaufwasser, so dass die Brauchwassertemperatur kurzzeitig nur wenig oder überhaupt nicht unter die eingestellte Beharrungstemperatur absinkt. Der Wärmegehalt des Umlaufwasservorrats wird in stärkerem Masse auf das Brauchwasser übertragen als bei den bisher bekannten Brauchwasser-Wärmetauschern Lii'@@ir@nc@vr@°.t. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Umlaufwasser-Speicherraum ein gleicher Behälter wie der Brauchwasser-Wärmetauscher-Behälter ist und mit einem zentralen inneren Mantelrohr versehen ist, dessen freies offenes Ende auf der einer Umlaufwasser-EintrittsöffrLurg in den Speicherraum-Behälter gegenüberliegenden Seite angeordnet ist und zu einer Um1G.Zifwasser-Eintrittsöffnung des Brauchwasser-Wärmetauscher-Behälters führt. Dabei kann die Anordnung so getroffen sein, dass die Austrittsöffnung des Speicherraum-Behälters und die Eintrittsöffnung des Brauchwasser-Wärmetauscher-Behälters vorzugsweise auf gleicher Höhe im Aussenmantel der Behälter angeordnet sind. Ferner kann

  vorgesehen sein, dass der Speicherraum-Behälter und der Brauch-

  wasser-Wärmetauscher-Behälter von ein#'m@sö@äTiönsmantel umschlos-

  sen sind. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass der Speicherraum und der Wärmetauscher in einem gemeinsamen Behälter untergebracht und zur Erzielung eines gewünschten Strömungsverlaufs des Umlaufwassers durch mindestens eine Zwischenwand teilweise voneinander getrennt sind.
• Der Gegenstand der Erfindung wird in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung erläutert.
• Im einzelnen-zeigen: ' Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Umlauf-Wassererhizzers für eine Zentralheizungsanlage mit Brauchwasser-Wärmetauscher; Fig. 2 einen vertikalen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäss ausgebildete Wärmetauschereinheit mit einem BrauchwaSSer-WärmetauSCher-Behälter und einem gesonderten Umlaufwasser-Speicherraum-Behälter; Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III - III der Fig. 2; Die schematische Darstellung der Figur 1 zeigt einen Umlauf-Wassererhitzer mit einem zur Erwärmung des Umlaufwassers dienenden Lamellenblock 10 und einem Gasbrenner 11, welchem Gas über eine Gaszufuhrleitung 12, ein GasyAbsperrventil 13, ein Gas-Sicherheitsventil 14 und einen Gasmengenregler 15 mit einem Schwimmerglied 16 und einem ersten Nebenkanal 17 sowie einem zweiten Nebenkanal 18 zugeführt wird. Das Gas-Sicherheitsventil 14 wird von einer Wassermangelsicherung 19 in Abhängigkeit von einer sich zwischen einer Hochdruckkammer 20 und einer Niederdruckkammer 21 auftretenden Druckdifferenz gesteuert. Der Aufbau eines solchen gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzers ist bekannt und wird daher in diesem Zusammenhang nicht näher beschrieben. Das im Lamellenblock 10 erhitzte Wasser gelangt über eine Vorlaufleitung 22 zu einer Abzweigstelle 23, an welcher ein beispielsweise elektromotorisch betätigtes Dreiwegeventil 24 angeordnet ist, und - abhängig von ;essen Stellung - entweder über eine Vorlaufzweigleitung 25 zu schematisch angedeuteten Heizkörpern 26 der Zentralheizungsanlage oder über eine Vorlaufzweigleitung 27 in eine allgemein mit der Bezugsziffer 28 bezeichnete 1lärmetauschereinheit für das Bereiten von warmem Brauchwasser, welche als Wärmetauschereinheit mit Wärmevorrat ausgebildet fst. Von den Heizkörpern 26 der Zentralheizungsanlage aus führt eine Rücklaufzweigleitung 29 bis zu einer Vereinigungsstelle 30 mit der von der Brauchwasser-Wärmetauschereinheit 28 kommenden ---,.ücklaufzweigleitung 31. Von der Vereinigungsstelle 30 an bilden die beiden Rücklaufzweigleitungen die Rücklaufhauptleitung 32, welche das Umlaufwasser über einen Luftabschneider 33, an welchen ein Ausdehnungsgefäss 34 angeschlossen ist, und über eine UmwälzPumPe 35 zurück in den Lamellenblock 1U des gasbeheizten Wassererhitzers führt. Das,Dreiwegeventil 24 könnte auch an der Vereinigungsstelle 30 der beiden Rücklaufzweigleitungen 29 und 31 angeordnet sein, ohne die Funktion dieses Dreiwegeventils zu ändern. Zwischen deri Vorlauf und den Rücklauf des Wassererhitzers ist eine Verbindungsleitung 36 zum Zuführen von warmem Vorlaufwasse.L- in die Rücklaufleitung vorgesehen, welche durch ein thermostatisch bestätigtes Umsteuerventil 37 gesteuert ist, welches an der Abzweigstelle der Verbindungsleitung 36 von der Vorlauf.weigleitung 25 angeordnet ist. Mit Hilfe des über die Verbindungsleitung 36 in den Rücklauf geleiteten Vorlaufwassers wird beim £nfahren des gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzers eine Schwitzwasser verursachende Abkühlung des lamellenblocks 10 während der Anlaufperiode des Umlauf-Wassererhitzers verhindert. Düs Brauchwasser fliesst von einer Kaltwasserzuleitung 38 aus übar einen hydraulischen Schalter 39 und eine Leitung 40 zur Wärmetauschereinheit 28 und aus ihr heraus zu einem Zapfventil 41. Der hydraulische Schalter 39 kann zum Ein-und Ausschalten eines r'.c.önetventiles am Gasmengenregler 15 zum Steuern des zweiten Hebenkanals 18, zum. Schalten des Dreiwegeventils 24 oder zum Schalten'eines anderen Steuer- oder R.=gelorgans der Anlage verwendet werden. Am hydraulischen Schalter 39 kann ein als Temperaturwähler für das Brauchwasser dienendes Ventil 42 vorgesehen werden.
• D-e Brauchwasser-Wärmetauschereinheit 28 besteht gemäss Figur 2 und 3 erfindungsgemäss aus zwei-gleichen Behältern-43 und 44, die von einem gemeinsamen @därmeisolationsmantql 45 umgeben sind. Der eine Behälter 44 bildet den eigentlichen Brauchwasser-Wärmetauscher, während der andere Behälter 43 als unmittelbar vorgeschalteter Umlaufwasser-Speicherraum für den Brauchwasser-

  Wärmetauscher dient. Der Brauchwasser-Wärmetauscher-Behälter 44

  is#I@bem Tiauptpatent mit zwei schraubenförmigen zylindrischen

  Rohrwendeln 46 und 47 versehen, welche konzentrisch ineinander angeordnet sind und durch welche das zu erwärmende Brauchwasser geleitet wird. Die äussere Rohrwendel 46 ist dabei linksgängig ausgeführt, während die innere Rohrwendel 47 rechtsgängig ausgeführt ist. Die gemäss der Zeichnung oberen Enden der beiden Rohrwendeln 46 und. 47 sind mittels einer kurzen Muffe 48 miteinander verbunden und damit hintereinander geschaltet. Die unteren Enden 460 und 470 der beiden Rohrwendeln 46 und 47 sind durch die Bodenwand des Brauchwasser-Wärmetauscher-Behälters 44 hindurch nach aussen geführt. Die konzentrisch ineinander angeordneten Rohrwendeln 46 und 47 sind ausserdem koaxial zu einem zentralen inneren Mantelrohr 49 angeordnet, welches in eine durch den Boden des Behälter 44 nach aussen geführte Rohrleitung 50 mündet und dessen freies inneres Ende 490 offen ist'und ausserhalb der beiden Rohrwendeln 46 und 47 im Bereich der oberen Abschlusskappe des Brauchwasser-Wärmetauscher-:-Behälters 44 liegt, welche mit einem zentralen Anschlussstutzen 51 für einen nicht dargestellten Temperaturfühler und mit einem Rohranschlusssfiutzen :52 für eine Entlüftungsleitung versehen ist.
• Der als Umlavfwass:;:- Speicherraum dienende Behälter 43 weist in seiner Lodenwand eine Umlaufwasser-Anschlussöffnung 53 auf, durch welche erwärmtes Umaufwasser aus der Vorlaufzweigleitung 27 in den Speicherraum-Behälter 43 gelangt. Dieser Behälter ist ebenfalls mit einem zentralen Mantelrohr 54 versehen, dessen freies offenes Ende 540 im Bereich des oberen Endes des Speicherraum-Behälters 43 liegt und welches durch eine Öffnung 55 in der Seitenwand des Si;eicherraum-Behälters 43 und durch eine auf gleicher Höhe gegenüberliegende Öffnung 56 in der Seitenwand des Brauchwasser-iiärmetauscher-Behältera.:44 hindurch in denunteren Teil des Brauchwasser-...
• Wärmetauscher-Behälters 44 führt.
• Sowohl das im Brauchwasser-Wärmetauscher-Behälter 44 als auch das im Umlaufwasser-Speicherraum-Behälter 43 enthaltene Umlaufwasser wird ständig auf einer bestimmten Temperatur gehalten, welche mittels des im Anschlussstutzen 51 angeordneten, nicht dargestellten Wärmefühlers gemessen wird. Beim Öffnern des Ventils 41 zur Eninahme von warmem Brauchwasser wird durch den hydraulischen Schalter 39 der Umlauf-Wassererhitzer in Tätigkeit gesetzt und das Dreiwegeventil 24 so gestellt, dass das Umlaufwasser aus der Vorlaufleitung 22 in die Vorlaufzweigleitung 27 und durch die Öffnung 53 in den als Uinlaufwasser-Speicherraum dienenden Behälter 43 geleitet wird. Das neu ankommende Vorlaufwasser drückt das auf einer vorbestimmten Temperatur gehaltene Umlauf wasser aus dem Speicherraum-Behälter 43 durch das Mantelrohr 54 in den Brauchwasser-Wärmetauscher-Behälter 44, wo dieses Wasser an den Rohrwendeln 46 und 47 vorbei zur oberen Öffnung 490 des zentralen Mantelrohre s.49 gelangt und durch dieses Mantelrohr in die Leitung 50 und weiter in die Rücklaufzweigleitung 31 ausfliesst. Beim Öffnen des Zapfventiles 41 wird also zunächst das bereits in den Rohrwendeln 46 und 47 befindliche vorgewärmte Brauchwasser abgelcitet. Das in das untere Ende 470 der inneren Rohrwendel 47 aus ,der Brauchwasserleitung 40 nachströmende kalte Brauchwasser wird bei seinem Durchlauf durch die beiden Rohrwendeln 46 und 47 mi . ail.f e -des im Speicherraum-Behälter 43 vorgewärmt gehaltenen und nunmehr durch den Brauchwasser-Wärmetauscher-Behälter 44 fliessender Umlaufwassers auf die gewünschte Temperatur aufgewär:it . kurze Zeit nach dem Abfluss des gesamten gespeicherten Umlaufwassers aus der Wärnetauschereinheit 28 durch die Ausflussleitung 50 gelangt frisches, vom Umlauf-Wassererhitzer er%-:ärr.-ves Vorlaufwasser in die Wär.:.etauschereinheit .28 und erwärmt das durch die Rohrwendeln 46 und 47 fliessende Brauchwasser.

  Durch die Anordnung eines unmittelbar vor den Brauchwasser-

  j-; ärme tauschr:r geschalteter. Umlaufi-:asser-Speicherraumes mit

  ,'ür::evorrat wird also erreicht, dass wei gehend der ganze iru

  Un.aufwasservorrat verfügbare Wärmeinhalt zu Beginn des Zapfens

  vcn Brauchwasser wirksam wird. Dabei kann die Kapazität des

  ":.r;:.espeichers beliebig gewählt und besonderen Erfordernissen

  an e pass t werden.

Claims (5)

1. p a t e n t a n s p r ü c h e s 1. Wärmetauscher zum Bereiten von warmem Brauchwasser, welches durch eine schraubenförmig gewundene Rohrschlange hindurchgegleitet wird, welche in einen vom Umlaufwasser eines gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzers quer zu den Rohren der Rohrschlange durchströmten Wärmetauscher-Behälter eingesetzt ist, nach Patent ..........(Patentanmeldung P 16 79 674.0 - 16), wobei das Umlaufwasser im Brauchwasser-Behälter als Wärmevorrat auf einer bestimmten Temperatur gehalten wird, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass dem mit der Brauchwasserdurchlauf-Rohrschlange versehenen Behälter (44) des Brauchwasscr-Wärmetauschers ein Umlaufwasser -Speicherraum (43) mit Wärmevorrat unmittelbar vorgeschaltet ist.
2. 2. Wärmetauscher nach 4nspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , dass der Umlauf-Speicherraum (43) ein gleicher Behälter wie der Brauchwasser-Wärmetauscher-Behälter (44)ist und mit einem zentralen inneren Mantelrohr (54) versehen ist, dessen freies offenes Ende (540) auf der einer Umlaufwasser-Eintrittsöffnung (53) in den Speicherraum-Behälter (43) gegenüberliegenden Seite desselben angeordnet ist und welches zu einer Umlaufwasser-Eintrittsöffnung (56) des Brauchwasser-Wärmetauscher-Behälters (44) führt.
3. 3; Wärmetauscher.nach.Inspruch 1 und/oder Anspruch 2, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Austrittsöffnung (55) des Speicherraum-Behälters (43) und die Eintrittsöffnung (56) des Brauchwasser-Wärmetauscher-Behälters (44) vorzugsweise auf gleicher Höhe im Aussenmantel der Behälter angeordnet sind.
4. 4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Speicherraum-Behälter (43) und der Brauchwasser-Wärmetauscher-Behälter (44) von einem gemeinsamen Isolationsmantel (45) umschlossen sind.
5. 5. Wärmetauscher nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, dass Speicherraum (43) und Wärmetauscher (44) in einem gemeinsamen Behälter untergebracht und zur Erzieluni eines gewünschten Strömungsverlaufs des Umlaufwassers durch mindestens eine Zwischenwand teilweise voneinander getrennt sind.