DE2316623B2 - District-heating hot-water-system-connectable heat-exchanger - with return limiting device between two superimposed pipe sets in spiral coil - Google Patents

Abstract

The heat exchanger comprises a vertical cylindrical outer tank with a lower sheath, attachable to a heating body, containing a spiral pipe coil array which can be attached to the district heating system, and a return limiting device which regulates flow through the spiral coil. This coil is divided into two or more series connected groups of pipes at a different level, the return limiting device being fitted between a lower group and a group above it. The lower group may enclose the lower part of the tank. There may be three groups of pipes at different levels. A portion of the water leaving the return limiting device can be utilised for preheating of the cold water supply flowing in.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher turn Anschluß an eine Fernheizungsanlage, mit einem »tehenden. zylindrischen Behälter für Brauchwasser, tinem zumindest den unteren Teil des Behälters umgebenden, an Raumheizkörper anschließbaren Wasser-Inantel. einer im Wassermantel angeordneten an die fernhcizungsanlage anschließbaren Rohrschlange und einem die Strömung durch die Rohrschlange regelnden flücklaufbegrenzer.The invention relates to a heat exchanger turn connection to a district heating system, with a »Standing. cylindrical container for service water, in the surrounding at least the lower part of the container, Water jacket that can be connected to room heating elements. one arranged in the water jacket to the remote heating system connectable pipe coil and one regulating the flow through the pipe coil return flow limiter.

Diese bekannten Wärmetauscher haben den Nachteil, daß der Wärmeinhalt des Heizwassers nicht genug ausgenutzt wird und es daher mit einer relativ hohen Temperatur wieder in die Fernheizungsanlage zurückläuft. These known heat exchangers have the disadvantage that the heat content of the heating water is not enough is exploited and it therefore runs back into the district heating system at a relatively high temperature.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wui i.i. tauscher dieser Art zu schaffen, bei dem ein Teil des Wärmeinhalts des den Rücklaufbegrenzer verlassenden Wassers für die Vorerhitzung des in das Wassergefäß einströmenden Kaltwasser ausgenutzt werden kann.The invention is based on the object of providing a Wui i.i. to create exchangers of this type in which a part the heat content of the water leaving the backflow limiter for preheating the water in the water container Inflowing cold water can be used.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Rohrschlange in zumindest zwei miteinander in Reihe verbundene, in verschiedener Höhe angeordnete Rohrgruppen aufgeteilt ist und daß der Rücklaufbegrenzer zwischen einer unteren Rohrgruppe und einer darüberliegenden Rohrgruppe angeordnet ist.This object is achieved in that the pipe coil in at least two connected in series, pipe groups arranged at different heights is divided and that the return flow limiter is arranged between a lower tube group and an overlying tube group.

Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles nachstehend beThe invention is based on an embodiment shown in the drawing below be

schrieben.wrote.

In der Zeichnung weist ein geschlossener Behälter 10 aus Stahl oder einem anderen geeigneten Werkstoff einen zylindrischen Mantel U und gewölbte Stirnwände 12. 13 auf. Der stehende Behälter ruht auf einem rechteckigen Fuß 14. Seine axiale Höhe ist um ein vielfaches größer als sein Durchmesser. Der Behälter 10 ist über einen durch seinen Boden gcführien Stutzen 15 an eine Kaltwasserleiuing und über einen mit Abstand un-In the drawing, a closed container 10 made of steel or another suitable material, a cylindrical jacket U and curved end walls 12. 13 on. The standing container rests on a rectangular foot 14. Its axial height is many times that larger than its diameter. The container 10 is connected via a nozzle 15 guided through its bottom a cold water lending and a by far un-

,o terhalb seines oberen Endes angeordneten Stutzen 16. der auf der Innenseite mit einem unmittelbar unter der oberen Stirnwand des Behälters mündenden Rohr 17 in Verbindung steht, an ein Versorgungssystem für Brauchwasser angeschlossen., o stub 16 arranged below its upper end. on the inside with a tube 17 opening directly below the upper end wall of the container in Connected to a supply system for domestic water.

Der Behälter 10 ist ungefähr zwei Drittel seiner Höhe, vom Boden gereehnei. von einem zu seinem zylindrischen Mantel H koaxialen Außcnmantel 18 umschlossen, der zusammen mit ringförmigen Stirnwänden einen Wassermantel 19 um den Behälter 10 begrenzt. Durch einen unicn angeordneten Snn/en 20 steht der Wassermantel 19 mit der Rücklaufleitung und über einen am oberen Ende angeordneten Stutzen 21 mit der Vorlaufleitung der Raumheizkörperanlage in Verbindung.The container 10 is approximately two-thirds of its height from the floor. from one to its cylindrical Sheath H enclosed coaxial outer jacket 18, which together with annular end walls a water jacket 19 delimits the container 10. By a unicn arranged Snn / en 20 the water jacket 19 stands with the return line and via a nozzle 21 arranged at the upper end in connection with the flow line of the room heating system.

Eine Rohrschlange 22 ist in dem Wussermantel 19. sich gegen dessen Außenmantel 18 abstützend. angeordnet. Die Rohrschlange 22 ist an eine Fernheizungsanlagc über obere und untere, durch den ΛιιΙ.Κη-mantel 18 geführte Stutzen 23. 24 angeschlossen. Hei/-A coil 22 is in the Wussermantel 19. supporting itself against the outer jacket 18. arranged. The coil 22 is to a Fernheizungsanlagc over the upper and lower, through the ΛιιΙ.Κη jacket 18 guided nozzles 23. 24 connected. Hei / -

VJ wasser strömt durch den oberen Stutzen 2Ϊ hinein und läuft durch den unteren Stutzen 24 zurück. Die Rohrschlange 22 ist in der dargestellten Ausführungsform in drei miteinander in Reihe verbundene, in verschiedener Höhe angeordnete Rohrgruppen 25. 26. 27 aufgeteilt.VJ water flows in through the upper nozzle 2Ϊ and runs back through the lower connecting piece 24. In the embodiment shown, the pipe coil 22 is shown in FIG three connected in series, in different Pipe groups arranged at height 25, 26, 27 divided.

Die beiden oberen Rohrgruppen 25. 26 sind in der oberen Hälfte des Wassermantels 19 in verschiedener Höhe und mit Abstand zueinander angeordnet, während die untere Rohrgruppe 27 im unteren Teil des Wassermantels 19 angeordnet ist und somit den unteren Teil des Behälters 10 umschließt. Zwischen der mittleren Rohrgruppe 26 und der unteren Rohrgruppe 27 ist ein Rücklaufbegrenzer 28 bekannter Bauart eingeschaltet, der den Fluß durch die Rohrschlange in Abhängigkeit von der Temperatur des aus der mittleren Rohrgruppe 26 ausströmenden Wassers regell, so daß diese Temperatur bei einem bestimmten, auf den Rücklaufbegrenzer eingestellten Wert gehalten wird.The two upper tube groups 25, 26 are in the upper half of the water jacket 19 in different Height and spaced apart, while the lower tube group 27 in the lower part of the Water jacket 19 is arranged and thus encloses the lower part of the container 10. Between the middle pipe group 26 and the lower pipe group 27 a return flow limiter 28 of known design is switched on, of the flow through the coil depending on the temperature of the out of the middle Pipe group 26 outflowing water regulary, so that this temperature at a certain, on the backflow limiter set value is held.

Der beschriebene Wärmetauscher wirkt in der folgenden Weise:The heat exchanger described works in the following Way:

so Im Winter, wenn die Außentemperatur am niedrigsten ist. wird Heizwasser durch den Stutzen 23 bei einer verhältnismäßig hohen Temperatur, beispielsweise bei 120"C. zugeführt. Das Heizwasser strömt von oben nach unten durch die Rohrschlange 22 und gibt dabei Wärme an das umgebende Wasser ab. das von unten nach oben durch den Wassermantel 19 strömt. Ein Teil der vom diesem Wasser aufgenommenen Wärme wird dabei an das im Behälter 10 befindliche Brauchwasser abgegeben. Der Rücklaufbegrenzer 28 regelt die Heizwasserströmung durch die Rohrschlange 22 derart, daß die Temperatur des Wassers beim Austritt aus der Rohrgruppe 26 den eingestellten Wert, beispielsweise 55°C. erreicht. Beim Durchgang durch die untere Rohrgruppe 27 wird das Heizwasser noch mehr abgekühlt, falls die Rücklauftemperatur von den Raumheizkörpern niedrig ist und/oder falls die Temperatur des Wassers im unteren Teil des Behälters 10 niedrig ist, insbesondere nach einer beträchtlichen Abgabe vonso in winter when the outside temperature is at its lowest is. is heating water through the nozzle 23 at a relatively high temperature, for example at 120 "C. The heating water flows from up through the pipe coil 22 and gives off heat to the surrounding water. that from flows down through the water jacket 19 upwards. Part of the heat absorbed by this water is delivered to the domestic water in the container 10. The return limiter 28 regulates the flow of heating water through the coil 22 in such a way that the temperature of the water at the outlet from the pipe group 26 the set value, for example 55 ° C. achieved. When passing through the lower pipe group 27, the heating water becomes even more cooled down if the return temperature from the space heaters is low and / or if the temperature of the water in the lower part of the container 10 is low, especially after a substantial discharge of

warmem Brauchwasser aus dem oberen Teil des Behälters, z. B. beim Füllen einer Badewanne. Die untere Rohrgruppe 27 wirkt somit wie eine Vorerhh/ungsschlange für das Wasser der Raumhei/kör^er im unteren Teil des Wassermantels 19, und dieses vorgeheizte Wasser heizt seinerseits das dem Behälter 10 unten zugeführte Kaltwasser vor. ehe dieses ein solches Niveau im Behälter erreicht, daß es von den beiden obe-en Rohrgruppen 25 und 26 Wärme aufzunehmen beginnt.hot domestic water from the upper part of the tank, z. B. when filling a bathtub. The lower tube group 27 thus acts like a preheating coil for the water of the space heater in the lower Part of the water jacket 19, and this preheated water in turn heats that supplied to the container 10 below Cold water before. before this reaches such a level in the container that it is of the two above Tube groups 25 and 26 begin to absorb heat.

Im Somme.·, wenn die Raumhcizkörperanlage abgeschaltet und der Bedarf an Wärme geringer ist, wird Heizwasser dem Wärmetauscher bei einer bedeutend niedrigeren Temperatur, beispielsweise bei etwa 75 C. zugeführt. Es findet dann keine Wasserströmung durch den Wassermantel 19 statt. Die Temperatur des die Rohrschlange 22 umgebenden Wassers ist dann auf jedem Niveau nur unwesentlich niedriger als die Temperatur des Heizwassers der entsprechenden Rohrgruppe. Auch in diesem Fall dient die uniere Rohrgruppe 22 als eine Vorerhitzungsschlange, die über das Wasser im Wassermantel 19 das in den Behälter 10 unten hineinströmende Kaltwasser vorheizt, ehe es den Wirkungsbereich der beiden oberen Rohrgruppen 25. 26 erreicht.In the summer. · When the room heater is switched off and the demand for heat is less, heating water becomes significant to the heat exchanger at one lower temperature, for example at about 75 C. There is then no water flow through the water jacket 19 instead. The temperature of the water surrounding coil 22 is then at each The level is only slightly lower than the temperature of the heating water in the corresponding pipe group. In this case, too, the lower tube group 22 serves as a preheating coil that passes over the water in the Water jacket 19 that flows into the container 10 at the bottom Cold water is preheated before it reaches the area of action of the two upper tube groups 25. 26.

Um eine erwünschte Schichtung des Wassers im ringförmigen Wassermantel 19 in Abhängigkeit \on der Wassertemperatur zu fördern, soll der Abstand zwischen dem Mantel 11 des Behälters 10 und dem Außenmantel 18 verhältnismäßig kleingehalten werden, beispielsweise von der Größe des doppelten Außendurchmessers der Rohre der Rohrschlange 22 für den Fall, daß diese nur in einer Roiirlage bzw. Rohrschicht gewickelt ist. Die Höhe des Behälters 10 soll im Verhältnis zu seinem Durchmesser groß sein. Für einen Wärmetauscher wird die Höhe vorzugsweise etwas kleiner als die Zimmerhöhe, beispielsweise ungefähr 2 m, gewählt. Der Durchmesser des Behälters 10 wird dann, wenn der Rauminhalt ungefähr gleich 200! gewählt wird, nur etwa 0,4 m.In order to achieve a desired stratification of the water in the annular water jacket 19 as a function of \ on To promote the water temperature, the distance between the jacket 11 of the container 10 and the Outer jacket 18 can be kept relatively small, for example twice the size Outside diameter of the tubes of the tube coil 22 in the event that this is only in a Roiirlage or tube layer is wrapped. The height of the container 10 should be large in relation to its diameter. For one Heat exchanger, the height is preferably slightly smaller than the room height, for example approximately 2 m, chosen. The diameter of the container 10 is when the volume is approximately equal to 200! chosen is only about 0.4 m.

ίο Der senkrechte Abstand zwischen der unteren Rohrgruppe oder den unteren Rohrgruppen und der darüberliegenden Rohrgruppe oder den Rohrgruppen, zwischen welchen der Rücklaufbegrenzer 28 angeordnet ist. wird in der Praxis verhältnismäßig groß gewählt, und zwar in der Regel ungefähr ebenso groß wie der Durchmesser des üblicherweise zylindrischen Behälters für das Brauchwasser entsprechend der Darstellung in der Zeichnung. Durch diese Anordnung wird eine vorteilhafte Aufteilung des im Behälter befindlichen Wassers in zwei Schichten mit verschiedener Temperatur sichergestellt, nämlich eine Schicht mit höherer Temperaiur oberhalb des Rücklaufbegrenzers und eine Schicht mit niedriger Temperatur unterhalb des Rücklaufbegrenzers. In jeder dieser Schichten kreist Flüssigkeit, so daß die Temperatur in jeder Schicht ziemlich gleichmäßig wird. Die Zirkulation in der drenzschicht. die von keinem Teil der Rohrschlange umschlossen ist, wird dagegen unbeträchtlich.ίο The vertical distance between the lower group of tubes or the lower pipe groups and the pipe group or pipe groups above, between which the return flow limiter 28 is arranged. is chosen relatively large in practice, usually about the same size as the diameter of the usually cylindrical container for domestic water as shown in the drawing. This arrangement will an advantageous division of the water in the container into two layers with different Guaranteed temperature, namely a layer with a higher temperature above the return flow limiter and a low temperature layer below the backflow restrictor. In each of these layers circles liquid so that the temperature in each layer becomes fairly even. The circulation in the third shift. which is not enclosed by any part of the pipe coil, on the other hand, becomes insignificant.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Wärmetauscher zum Anschluß an eine Fernheizungsanlage, mit einem stehenden, zylindrischen Behälter für Brauchwasser, einem zumindest den unteren Teil des Behälters umgebenden, an Raumheizkörper anschließbaren Wassermantel, einer im Wassermantel angeordneten, an die Fernheizungsanlage anschließbaren Rohrschlange und einem die Strömung durch die Rohrschlange regelnden Rücklaufbegrenzer, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrschlange (22) in zumindest zwei miteinander in Reihe verbundene, in verschiedener Höhe angeordnete Rohrgruppen (25. 26. 27) aufgeteilt ist. und daß der Rücklaufbegrenze, (28) zwischen einer unteren Rohrgruppe (27) und einer darüberliegenden Rohrgruppe (25.26) angeordnet ist.1.Heat exchanger for connection to a district heating system, with a standing, cylindrical container for service water, at least one The water jacket surrounding the lower part of the container can be connected to a room heater, one in the Water jacket arranged, to the district heating system connectable pipe coil and a die Flow through the return flow limiter regulating the pipe coil, characterized in that that the pipe coil (22) in at least two interconnected in series, at different heights arranged tube groups (25, 26, 27) is divided. and that the return flow limiter (28) between a lower pipe group (27) and an overlying one Tube group (25.26) is arranged. 2. Wärmetauscher nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrschlange (22) in drei miteinander in Reihe \crbundcne. in verschiedener Höhe angeordnete Rohrgruppen (25. 26. 27) aufgeteilt ist.2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that that the pipe coil (22) in three with each other in series \ crbundcne. in different Height arranged tube groups (25, 26, 27) is divided. 3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die untere Rohrgruppe (27) den unteren Teil des Behälters (10) umschließt.3. Heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that the lower tube group (27) encloses the lower part of the container (10). 4. Wärmetauscher nach Anspruch 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß der den Behälter (10) umgebende Wassermantel (19) von oberen und unteren ringförmigen Stirnwänden begrenzt ist.4. Heat exchanger according to claim 1 to 3, characterized in that the container (10) surrounding it Water jacket (19) is bounded by upper and lower annular end walls. 5. Wärmetauscher nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrschlange (22) nur als einzige senkrechte Rohrlagenschicht ausgebildet ist und daß der Wassermantel (19) einen dem doppelten Rohrdurchmesser entsprechenden Ringdurchmesser aufweist.5. Heat exchanger according to claim 4, characterized in that the coil (22) is only the only one vertical pipe layer is formed and that the water jacket (19) has a double Has tube diameter corresponding ring diameter.