DE2541216C3 - - Google Patents
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- 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
- F24D9/00—Central heating systems employing combinations of heat transfer fluids covered by two or more of groups F24D1/00 - F24D7/00
- F24D9/02—Hot water and steam systems
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
- F22B1/28—Methods of steam generation characterised by form of heating method in boilers heated electrically
- F22B1/282—Methods of steam generation characterised by form of heating method in boilers heated electrically with water or steam circulating in tubes or ducts
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Description
30
Die Erfindung bezieht sich auf einen Heizungskessel für eine Sammelheizungsanlags·, mi« einem zylindrischen
Wasserbehälter und einem damit verbundenen zylindrischen Dampfkondensator sowie mit je einem
Vor- und Rücklaufstutzen mit einem in Strömungsrichtung öffnenden Rückschlagventil.
Solche, beispielsweise durch die SE-PS 1 06 397 und in etwas abgewandelter Form durch die SE-AS 3 16 277
vorbekannten Heizungskessel nutzen die beim Kondensieren des im Kessel zunächst erzeugten Dampfes
entstehende Volumenverkleinerung in Verbindung mit den Rückschlagventilen zur gleichzeitigen Förderung
des aufgeheizten Wassers durch die Sammelheizungsanlage aus. Für die Förderung des Wassers wird deshalb
keine Umwälzpumpe benötigt. Nachteilig ist bei solchen Heizungskesseln jedoch, daß durch die Kondensation
des zuvor gebildeten Wasserdampfes beträchtliche Geräusche entstehen, die nahezu ungedämpft nach so
außen gelangen und insbesondere in einem Wohnhaus stören können.
Während der vorstehend an erster Stelle genannte bekannte Heizungskessel zwischen seinem Kondensator
und seinem Wasserbehälterteil einen komplizierten und damit störanfälligen Ventilmechanismus aufweist,
besteht bei dem anderen vorgenannten bekannten Heizungskessel die Gefahr, daß die erzeugten Dampfblasen
teilweise mit dem Heizungswasser in das Leitungssystem der Sammelheizung gelangen und dort
nicht nur Geräusche, sondern auch andere Funktions* Störungen verursachen können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die
eingangs genannte Sammelheizungsanlage so zu ver^ Vollkommnen, daß trotz Beibehaltung des einfachen 6S
Förderprinzips, durch Verdampfung und anschließende Kondensation Von Wasser lästige Köndensationsgeräu-
$che und ein Entweichen von Dampfblasen in das Leitungssystem der Heizungsanlage nach Möglichkeit
ganz vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Dampfkondensator aus einem Rohr besteht, das
zentrisch im Wasserbehälter angeordnet und mit dem Vorlaufstutzen verbunden ist und daß der zwischen
Wasserbehälter und Rohr gebildete Ringraum am einen Ende mit dem Rohr und am anderen Ende mit dem
Rücklaufstutzen in Verbindung steht.
Durch eine solche Ummantelung des Kondensators durch das Wasser des Wasserbehälters ergibt sich eine
überraschend wirksame Dämpfung der Kondensationsgeräusche.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Querschnitt des Ringraumes kleiner als der
Durchflußquerschnitt des Rohres, womit sich schon bei normalen, beispielsweise für die Beheizung eines
Einfamilienhauses berechneten Durchflußmengui eine verhältnismäßig kleine Breite des Ringraumes ergibt, in
dem somit nur entsprechend kleine Dampfblasen entstehen können, die ihrerseits bei der anschließenden
Kondensation kaum noch Geräusche verursachen können. Außerdem sinkt die Strömungsgeschwindigkeit
innerhalb des Dampfkondensators gegenüber der Strömungsgeschwindigkeit im vorgenannten Ringraum
stark ab, wodurch kaum noch befürchtet zu werden braucht, daß etwa Dahipfblasen durch den Vorlaufstutzen
in das Leitungssystem der Heizungsanlage mitgerissen werden.
Weitere Merkmale im Rahmen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigt
F i g. 1 eine erste Ausführungsform des Heizungskessels in einem schematisch gehaltenen Längsschnitt;
F i g. 2 eine gleiche Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Anordnung;
F i g. 3 ein mit dem Heizungskessel gemäß F i g. 1 ausgerüstetes Sammelheizungssystem ;n einer Schemadarstellung
(in gegenüber den F i g. 1 und 2 wesentlich kleinerem Maßstab).
Der in Fig. 1 dargestellte Heizungskessel dient zum
Aufheizen einer Flüssigkeit, Flüssigkeitsmischung oder Flüssigkeitssuspension, die kleine, Kondensationskerne
bildende feste Körperchen enthält. Dabei ist der Kessel so ausgebildet, daß er von dieser Flüssigkeit nur in einer
bestimmten Richtung durchströmt werden kann.
In einem Behälter 1 beliebiger, beispielsweise quaderförmiger Gestalt ist ein Brenner 2 angeordnet,
dem flüssiger Brennstoff durch eine Leitung 3 zugeführt werden kann. Die für die Verbrennung des Brennstoffes
notwendige Luft wird dem Behälter 1 durch eine Rohrleitung 4 zugeführt und die Abgase können durch
eine weitere Rohrleitung 5 nach oben entweichen. Der Brenner 2 beheizt einen im Behälter 1 befindlichen
Wasserbehälter 6, der im wesentlichen aus einem über dem Brenner waagerecht angeordneten und durch
Stirnwände abgeschlossenen Rohr besteht. Zur besseren Wärmeübertragung ist das Rohr außerdem von
Rippen 7 umgeben.
Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung kann beispiels*
Weise in einem Sammelheizungssystem vorgesehen sein,
wie es in Fig.3 angedeutet ist. Dieses weist einen
geschlossenen Wasserkreislauf 8 auf, in dem mehrere, beispielsweise als Radiatoren ausgebildete Heizkörper
9 vorgesehen sind, Außerdem enthält das System ein oberes Ausdehnungsgefäß 10 und zwei die Strömungs·
richtung bestimmende Rückschlagventile 11, so daß das
Wasser im Wasserkreislauf 8 lediglich in Richtung der in Fig.3 dargestellten Pfeile strömen kann. Statt der
dargestellten zwei Rückschlagventile 11 könnten im Wasserkreislauf 8 auch mehr solcher Ventile vorgesehen
sein.
Aus dem Wassekreislauf 8 strömt das Wasser gemäß Fig. 1 durch einen Rücklaufstutzen 12 und eine
Zuflußöffnung 13 in den Wasserbehälter 6 ein, nachdem es im Rücklaufstntzen 12 ein ein die Strömungsrichtung
bestimmendes Rückschlagventil 14 durchströmt hat. Der an seinem der Zuflußöffnung 13 abgekehrten Ende
durch eine Stirnwand 21 abgeschlossene rohrförmige Wasserbehälter 6 umgibt ein zweites Rohr 15, welches
einen Dampfkondensator bildet und gemäß F i g. 1 mit seinem linken Ende die dortige zweite Stirnwand des
Wasserbehäiters nach außen durchsetzt An die dortige Ausflußöffnung 16 des Rohres 15 schließt ein Vorlaufstutzen
17 an, in dem sich wiederum ein Rückschlagventil 18 befindet Das gemäß F i g. 1 rechte, ebenfalls
offene Ende des Rohres 15 steht mit dem es umgebenden Ringraum innerhalb des Wasserbehälters
6 in Verbindung, dessen Ringquerschnitt kleine:- als der Durchflußquerschnitt des Rohres 15 ist.
Wenn der innerhalb des Wasserbehälters 6 befindliche Teil des Wassers des Wasserkreislaufes 8 durch den
Brenner 2 aufgeheizt wird, dann entstehen in dem das Rohr 15 umgebenden Ringraum Dampfblasen, die eine
entsprechende Vergrößerung des Gesamtvolumens von Flüssigkeit und Dampf zur Folge haben. Durch die
entsprechende Volumenvergrößerung wird Wasser und Dampf aus dem Ringraum in Richtung der in F i g. 1
rechts dargestellten Pfeile in das Rohr 15 verdrängt, weil eine Rückströmung wegen des Rückschlagventils
14 ausgeschlossen ist Diese Strömung bewirkt zugleich eine entsprechende Weiterförderung des im Vorlaufstutzen
17 vorhandenen Wassers am Rückschlagventil 18 vorbei in Richtung der dortigen Pfeile der F i g. 1. Die
in das Rohr 15 gelangten Dampfblasen werden dort entsprechend der gegenüber dem Rohr 6 niedrigeren
Temperatur d.s Rohres 15 kondensiert, wodurch eine entsprechende Volumenverminderung des im Rohr 15
befindlichen Gemisches von Wasser und Dampf entsteht Da eine Rücksaugung von Wasser wegen des
Rückschlagventils 18 ausgeschlossen ist, führt diese Volumenverminderung zum Zufluß weiteren Wassers
durch den Riicklaufstutzen 12 am Rückschlagventil 14
vorbei in den Wasserbehälter 6 hinein. Zugleich geben die Dampfblasen ihre Verdpmpfungswärme an das im
Rohr 15 befindliche Wasser ab. Danach werden in dem das Rohr 15 umgebenden K/ngraum neue Dampfblasen
gebildet, wodurch sich der vorstehend beschriebene Vorgang wieJerholt Das Ergebnis davon ist, daß das im
Wasserkreislauf 8 befindliche Wasser einerseits aufgeheizt und andererseits in Richtung der in F i g. 1
dargestellten Pfeile gefördert wird.
Da der Außendurchmesser des Rohres 15 nur wenig kleiner als die licate Weite des rohrförmigen Wasserbehälters
6 ist ergibt sich bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. I ein sehr vorteilhaftes Verhältnis von
äußerer Wärmeaufnahmefläche des Wasserbehälters 6 zu der den Ringraum zwischen dem Wasserbehälter fi
und Rohr 15 durchströmenden Wassermenge und damit ein sehr großer Wirkungsgrad des Heizungskessels.
Dadurch, daß der Durchströmungsquerschnitt des Rohres 15 im Verhältnis zum Ringquerschnitt des
Ringraumes zwischen ihm und dem Wasserbehälter 6 verhältnismäßig groß ist, ergibt sich im Rohr 15 eine
wesentlich geringere Strömungsgeschwindigkeit als im genannten Ringraum. Dieser Geschwindigkeitsabfall
nach dem Rohr 15 hin fördert die angestrebte vollkommene Kondensation der gebildeten Dampfbiasen,
so daß die Gefahr, daß Dampfblasen durch den Vorlaufstutzen 17 am Rückschlagventil 18 vorbei
entweichen könnten, außerordentlich gering ist
Durch die beschriebene Ausbildung des Heizungskessels und des Kondensators wird weiterhin die Bildung
großer Dampfblasen verhindert Infolgedessen können auch nicht so laute Kondensationsgeräusche wie in
solchen vorbekannten Kondensatoren -ntstehen, in die aus einem benachbarten Kessel grobe Dampfblasen
einströmen konnten und wo leicht erhebliche und zuweilen sehr störende Kondensationsgeräusche entstanden
sind. Die bei dem hier beschriebenen Kessel gebildeten kleinen Dampfblasen kondensieren demgegenüber
praktisch lautlos, wobei etwa noch entstehende Geräusche durch den den Kondensator umgebenden
Wasserbehälter 6 weiterhin gedämpft werden.
Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel dient zum Beheizen des Wasserbehälters 6 em Brenner
2. Es ist für die Erfindung indessen unerheblich, auf weiche Weise die Heizenergie zugeführt wird. Die
Energiezufuhr kann beispielsweise auch durch eine elektrische Beheizung des Wasserbehälters 6 oder
durch Heißwasser erfolgen, welches aus einem Fernheizwerk o. ä. zur Verfugung steht
Bei dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Beheizung des in dem im übrigen ähnlich dem
ersten Ausführungsbeispiel ausgebildeten Wasserbehälter 6 befindlichen Wassers durch elektrische Heizkörper
19. v~>n denen in Umfangsrichtung des das Rohr 15
umgebenden Ringraumes vier in gleichmäßiger Verteilung vorgesehen sind. Die Heizkörper 19 sind gemäß
dem dargestellten Ausführungsbeispiel an der Stirnwand 21 des Wasserbehäiters 6 gehalten, wobei die
Stromzuführungskabel 20 die Stirnwand 21 entsprechend isoliert durchsetzen. Im übrigen entspricht die
Anlage gemäß Fig.2 der bereits in Verbindung mit F i g. 1 beschriebenen Anlage, weshalb sich weitergehende
Ausführungen an dieser Stelle erübrigen.
Als aufzuheizende Flüssigkeit kommt statt des bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen beschriebenen
Wasser* auch irgendeine andere geeignete Flüssigkeit, beispielsweise eines gegenüber Wasser anderen spezifischen
Gewichtes oder aber auch eine Flüssigkeitsinischung
oder eine Flüssigkeitssuspension mit kleinen Festteilchen in Frage, die im Dampfkondensator
Kondensationskerne für die dortige Kondensation bilden können.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Heizungskessel für eine Sammelheizungsanlage,
mit einem zylindrischen Wasserbehälter und einem damit verbundenen zylindrischen Dampfkondensator
sowie mit je einem Vor- und Rücklaufstutzen mit einem-in Strömungsrichtung öffnenden Rückschlagventil,
dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfkondensator aus einem Rohr (15) besteht, das
zentrisch im Wasserbehälter (6) angeordnet und mit dem Vorlaufstutzen (17) verbunden ist und daß der
zwischen Wasserbehälter^) und Rohr(15) gebildete Ringraum am einen Ende mit dem Rohr (15) und am
anderen Ende mit dem Rücklaufstutzen (12) in Verbindung steht.
2. Heizungskessel nach Anspruch I1 dadurch
gekennzeichnet, daß er mit einem Brenner (2), einem elektrischen Heizkörper (19) oder mit einer von
einer Heizflüssigkeit durchströmten Heizvorrichtung versehen ist.
3. Heizungskesse! nach Ansprach 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der von dem Brenner (2) beheizbare Wasserbehälter (6) an seinem
Außenumfang mit Rippen (7) od. dgl. versehen ist
4. Heizungskessel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Querschnitt des Ringraumes kleiner als der Durchflußquerschnitt des Rohres (15) ist.
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