DE69103650T2 - Boiler for central heating and hot water production. - Google Patents

Abstract

A gas-fired central-heating and water-heating boiler comprising a water tank (13) which is part of a closed central-heating water circuit, a U-shaped compact unit formed from one piece of aluminum alloy, comprising a burner chamber (22) and a heat exchanger (23) being submerged in the tank (13) and a water mains-connected tapping coil (19) for hot water for domestic use extending in the tank (13), the ratio of the water mass, in liters, that surrounds the submerged U-shaped unit (22,23) in the tank (13), to the mass of the submerged U-shaped unit (22,23), in kilograms, being greater than 1. Mounted at the top of the leg of the U where the burner chamber is provided, are means (26,27) for forcing a combustible gas/air mixture downwards into the burner.(22) and at the lowest point of the U an element (29) is arranged, of a material of poor thermal conductivity compared with the Al alloy of the heat exchanger, condensation occurring on this element (29). <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine gasbeheizte Zentralheizungs- und Warmwasserbereitungseinrichtung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 und in DE-A-21 59 827 dargestellten Merkmalen.The present invention relates to a gas-fired central heating and hot water preparation device with the features shown in the preamble of claim 1 and in DE-A-21 59 827.

Ein kombiniertes Gerät für Zentralheizung und Warmwasserbereitung mit den selben Merkmalen laut Beschreibung in GB-A-2 220 052 ist für die Installation auf Booten und in Caravans vorgesehen und hat dementsprechend eine nur begrenzte Leistungsfähigkeit hinsichtlich der Raumheizung und der Bereitstellung von Heißwasser für Haushaltszwecke. Diese Einschränkung resultiert neben anderen Ursachen aus dem geringen Durchmesser der Wärmeaustauscherleitung, die aus einem spiralförmig um die Brennerkammer des Brenners angeordneten Abgaskanal besteht.A combined central heating and hot water appliance with the same characteristics as described in GB-A-2 220 052 is intended for installation on boats and caravans and therefore has only limited performance in terms of space heating and the provision of hot water for domestic purposes. This limitation results, among other things, from the small diameter of the heat exchanger pipe, which consists of an exhaust duct arranged in a spiral around the burner chamber of the burner.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein kombiniertes Gerät für Zentralheizung und Warmwasserbereitung zum Gebrauch in Wohngebäuden und ähnlichen Einrichtungen, wo hinsichtlich seiner Leistungsfähigkeit und insbesondere seines Wirkungsgrades andere Anforderungen bestehen.The present invention relates to a combined device for central heating and hot water preparation for use in residential buildings and similar establishments where other requirements exist with regard to its performance and in particular its efficiency.

In bekannten kombinierten Geräten für Zentralheizung und Warmwasserbereitung für Wohngebäude und desgleichen wurde auf die eine oder andere Art ein Wassertank (Boiler) zu einem Zentralheizungsboiler hinzugefügt, wobei der Inhalt des Wassertanks von Wasser erwärmt wird, das im Zentralheizungsboiler aufgeheizt wurde und in einem geschlossenen Kreislauf zirkuliert. Im Prinzip gibt es dabei zwei verschiedene Konstruktionsmöglichkeiten, nämlich:In known combined devices for central heating and water heating for residential buildings and the like, a water tank (boiler) has been added in one way or another to a central heating boiler, where the contents of the water tank are heated by water that has been heated in the central heating boiler and circulates in a closed circuit. In principle, there are two different design options, namely:

- ein Entnahme- bzw. Durchflußboiler entsprechend dem in Fig. 1 von DE-A- 21 59 827, der vollständig mit Wasser aus dem geschlossenen Kreislauf des Zentralheizungsboilers gefüllt ist, bei dem eine Rohrschlange an einem Ende mit dem Wassernetz verbunden ist und an deren anderem Ende Warmwasser für Haushaltszwecke entnommen werden kann. Diese Konstruktion ist kompakt und kann in den Abmessungen 30x30x100 cm ausgeführt werden. Der Betrieb dieser Konstruktion ist mit dem eines (gasbetriebenen) Warmwasserbereiters vergleichbar;- a draw-off or flow-through boiler as shown in Fig. 1 of DE-A- 21 59 827, completely filled with water from the closed circuit of the central heating boiler, in which a coil of pipe is connected at one end to the water mains and at the other end hot water for domestic purposes can be drawn. This construction is compact and can be made in the dimensions 30x30x100 cm. The operation of this construction is comparable to that of a (gas-powered) water heater;

- ein Speicherboiler, bei dem eine große Wassermenge für Haushaltszwecke gespeichert wird und bei dem die Heizung durch das Passieren von Heißwasser aus der Zentralheizung durch eine Rohrschlange erfolgt. Diese Konstruktion läßt sich mit ei nem (elektrisch betriebenen) Wasserboiler vergleichen. Die Abmessungen der Speicherboiler sind im allgemeinen größer, beispielsweise 60x60x100 cm.- a storage boiler in which a large quantity of water is stored for domestic purposes and in which heating is achieved by passing hot water from the central heating system through a coil of pipes. This construction can be compared to a (electrically operated) water boiler. The dimensions of the storage boilers are generally larger, for example 60x60x100 cm.

Beide können unmittelbar neben dem Zentralheizungsboiler angeordnet werden. Im Prinzip wird in beiden Fällen an einem anderen Ort (im Zentralheizungsboiler) Wasser für einen bestimmten Zweck aufgeheizt, und dieses Wasser erhitzt wiederum Wasser, das für einen anderen Zweck (Verwendung im Haushalt) vorgesehen ist.Both can be located immediately next to the central heating boiler. In principle, in both cases, water is heated for a specific purpose in another location (in the central heating boiler), and this water in turn heats water intended for another purpose (domestic use).

Wie in Fig. 1 von DE-A-21 59 827 dargestellt, erstreckt sich eine zylindrische Verbrennungskammer konzentrisch in einen Boilerkessel und eine Heißwasserentnahme-Rohrschlange umgibt die Verbrennungskammer innerhalb des Boilerkessels.As shown in Fig. 1 of DE-A-21 59 827, a cylindrical combustion chamber extends concentrically into a boiler vessel and a hot water extraction coil surrounds the combustion chamber within the boiler vessel.

Die bekannten kombinierten Boiler für Zentralheizung und Warmwasserbereitung weisen den Nachteil auf, daß die Leistungsfähigkeit der Warmwasserbereitung für Haushaltszwecke oft zu kurz kommt. Der Grund dafür ist, daß es bei einer vorgegebenen Boilerleistung erforderlich ist, auf jeden Fall die zur Aufrechterhaltung einer bestimmten Raumtemperatur benötigte Wärme bereitzustellen. Ein weiterer Nachteil der bekannten kombinierten Boiler ist die lange sogenannte Anlaufwartezeit, das heißt die Zeit, bis nach dem Öffnen des Warmwasserhahns tatsächlich warmes Wasser aus diesem fließt.The well-known combined boilers for central heating and hot water preparation have the disadvantage that the hot water preparation performance for household purposes is often inadequate. The reason for this is that with a given boiler output, it is necessary to provide the heat required to maintain a certain room temperature. Another disadvantage of the well-known combined boilers is the long so-called start-up waiting time, i.e. the time until hot water actually flows from the hot water tap after it is opened.

Die vorliegende Erfindung basiert auf der Idee, daß Gebäude mit einer immer besser werdenden Wärmeisolierung ausgestattet sind und dementsprechend das Verhältnis von Zentralheizungswasser zu Warmwasser für Haushaltszwecke zugunsten des Haushaltswassers verschoben werden kann. Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen neuartigen Zentralheizungsboiler bereitzustellen, der neben einer kompakten Bauweise und einer umweltfreundlichen Gestaltung für die normale Beheizung von Häusern geeignet ist und eine vergleichsweise große Leistungsfähigkeit hinsichtlich der Bereitstellung von Wasser für Haushaltszwecke aufweist.The present invention is based on the idea that buildings are equipped with ever-improving thermal insulation and that the ratio of central heating water to hot water for domestic purposes can therefore be shifted in favor of domestic water. One aim of the present invention is therefore to provide a novel central heating boiler which, in addition to a compact construction and an environmentally friendly design, is suitable for normal heating of houses and has a comparatively high performance with regard to the provision of water for domestic purposes.

Das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Brennerkammer und der Wärmeaustauscherals eine kompakte, U-förmige Einheit ausgelegt ist, die in einem Stück aus einer Aluminiumlegierung gegossen wird. Dabei ist das Verhältnis der Wassermasse in Litern, von der die eingetauchte U-förmige Einheit (22, 23) in dem Tank umgeben ist, zur Masse der eingetauchten U-förmigen Einheit in Kilogramm größer als 1; der Wärmeaustauscher ist zur Vergrößerung der wirksamen Erwärmungsfläche mit längsverlaufenden Rippen ausgestattet.The basic principle of the present invention is that the combustion chamber and the heat exchanger are designed as a compact, U-shaped unit cast in one piece from an aluminum alloy. The ratio of the mass of water in liters surrounding the immersed U-shaped unit (22, 23) in the tank to the mass of the immersed U-shaped unit in kilograms is greater than 1; the heat exchanger is equipped with longitudinal fins to increase the effective heating surface.

Wenn eine solche Konstruktion bei dem genannten Verhältnis und einer konventionellen Brennerleistung von 25 kW (Minimum 18 kW) eingesetzt wird, kann im Tank eine Wassertemperatur von 87 ºC (Maximum 97 ºC) erzielt werden, das bedeutet, daß bei Verwendung eines Mischventils im Wasserhahn kontinuierlich pro Minute 7 Liter Heißwasser mit einer Temperatur von 60 ºC entnommen werden können, ohne daß es zu nennenswerten Temperaturschwankungen kommt.If such a construction is used with the ratio mentioned and a conventional burner output of 25 kW (minimum 18 kW), a water temperature of 87 ºC (maximum 97 ºC) can be achieved in the tank, which means that when using a mixing valve in the tap, 7 litres of hot water at a temperature of 60 ºC can be drawn off continuously per minute without any significant temperature fluctuations occurring.

Dabei hat das Verhältnis der Wassermenge im Tank zur Masse der darin eingetauchten Aluminiummasse eine große Bedeutung.The ratio of the amount of water in the tank to the mass of the aluminum mass immersed in it is of great importance.

Tatsächlich ist es so, daß bei einer zu geringen Wassermasse im Verhältnis zur Masse des Wärmeaustauschers nach dem Abschalten des Brenners vom erwärmten Material des Wärmeaustauschers auch weiterhin Wärme an das Wasser im Tank abgegeben wird. Das führt bei zu geringer Wassermasse dazu, daß die Temperatur bis auf 160 ºC ansteigen kann und diese Wärme dann an das Zentralheizungssystem abgeleitet wird. Dieses als Hot Shot bezeichnete Phänomen ist eindeutig unerwünscht. Wenn dagegen das oben erwähnte Verhältnis von Wasser- zu Aluminiummasse zum Einsatz kommt, kann bei gegebenem minimalem Wasserspeicher von 35 Litern die gewünschte Entnahmemenge von 7 Litern pro Minute bei 60 ºC kontinuierlich garantiert werden, ohne daß das Hot-Shot- Phänomen auftritt. lm Fall von noch größeren Wassermengen, kann eine noch gleichmäßigere Bereitstellung von Heißwasser erreicht werden.In fact, if the water mass is too small in relation to the mass of the heat exchanger, the heated material of the heat exchanger will continue to transfer heat to the water after the burner has been switched off. in the tank. If the water mass is too low, the temperature can rise to 160 ºC and this heat is then transferred to the central heating system. This phenomenon, known as hot shot, is clearly undesirable. On the other hand, if the above-mentioned ratio of water to aluminium mass is used, the desired withdrawal rate of 7 litres per minute at 60 ºC can be guaranteed continuously for a given minimum water tank of 35 litres without the hot shot phenomenon occurring. In the case of even larger water quantities, an even more uniform supply of hot water can be achieved.

Schaut man sich die kompakte Bauweise der Brenner-Wärmeaustauscher- Einheit genauer an, so handelt es sich um eine U-förmige Konstruktion, bei der am oberen Ende des einen U-Schenkels ein Brenner mit Einrichtungen befestigt ist, durch welche ein brennbares Gas-Luft-Gemisch nach unten in den Brenner gefördert wird, und der untere Teil des besagten Schenkels und der andere U- Schenkel einen Wärmeaustauscher bilden, der einen Austausch mit der Wassermasse gewährleistet, in welche die beschriebene Anordnung eingetaucht ist.If you take a closer look at the compact design of the burner heat exchanger unit, you will see that it is a U-shaped construction in which a burner is attached to the upper end of one U-leg with devices through which a combustible gas-air mixture is conveyed downwards into the burner, and the lower part of said leg and the other U-leg form a heat exchanger that ensures an exchange with the water mass in which the described arrangement is immersed.

Der Vorteil dieser Konstruktionsweise liegt darin, daß hier bei einem Boiler mit beschränkten Abmessungen eine ausreichende Wassermenge auf einer Temperatur gehalten werden kann, um eine sofortige Verfügbarkeit - demzufolge eine sehr kurze Anlaufwartezeit - von Heißwasser für Haushaltszwecke zu gewährleisten. Die Leistungsfähigkeit der vorliegenden Erfindung hinsichtlich der Bereitstellung von Heißwasser für Haushaltszwecke ist mit der Leistungsfähigkeit von viel größeren Speicherboilern mit einer eigenen Heizquelle vergleichbar.The advantage of this design is that it allows a sufficient amount of water to be kept at a temperature in a boiler of limited dimensions to ensure immediate availability - and therefore a very short start-up waiting time - of hot water for domestic purposes. The performance of the present invention in terms of providing hot water for domestic purposes is comparable to the performance of much larger storage boilers with their own heat source.

Die U-Form der Anordnung und die erreichten guten Bedingungen für einen optimalen Wärmeaustausch mit der umgebenden Wassermasse erfordern Maßnahmen, mit denen die Kondensation in der Biegung der U-Anordnung verhindert wird, insbesondere wenn der Boiler eingeschaltet wird und bei niedriger Temperatur der Wassermasse im Tank.The U-shape of the arrangement and the good conditions achieved for optimal heat exchange with the surrounding water mass require measures to prevent condensation in the bend of the U-arrangement, especially when the boiler is switched on and when the temperature of the water mass in the tank is low.

Um zu garantieren, daß die Temperatur am tiefsten Punkt der U-Anordnung zu jedem Zeitpunkt um einiges über der Verdampfungstemperatur (150 ºC) liegt, ist es angebracht, an dieser Stelle ein Element zu installieren, das im Verhältnis zur Aluminiumlegierung des Wärmeaustauschers eine geringe thermische Leitfähigkeit aufweist.In order to guarantee that the temperature at the lowest point of the U-arrangement is at all times well above the evaporation temperature (150 ºC), it is advisable to install an element at this point that has a low thermal conductivity in relation to the aluminium alloy of the heat exchanger.

Beim Passieren von Abgasen steigt die Temperatur dieses Elements sprunghaft an und bleibt auch auf diesem hohen Niveau, da nicht sofort eine Abgabe der aufgenommenen Wärme an die Umgebung erfolgt.When exhaust gases pass through, the temperature of this element rises sharply and remains at this high level because the absorbed heat is not immediately released into the environment.

Bei einer weiteren Vervollkommnung der Erfindung kann dieses Element als Stopfen von geringer Masse in der Wand der U-Anordnung ausgeführt werden, wobei der Stopfen gleichzeitig als Kernträger verwendet werden kann, wenn das U- förmige Rohr kernfrei gegossen wird.In a further refinement of the invention, this element can be designed as a plug of low mass in the wall of the U-arrangement, The plug can also be used as a core carrier if the U-shaped tube is cast core-free.

Durch ein Beispiel soll jetzt eine Ausführungsform des kombinierten Boilers mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, von denen:An embodiment of the combined boiler will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings, of which:

Fig. 1 und Fig. 2 eine schematische Darstellung des Wirkprinzips der bekannten Systeme von kombinierten Boilern ist;Fig. 1 and Fig. 2 is a schematic representation of the operating principle of the known systems of combined boilers;

Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung in Längsrichtung des kombinierten Boilers entsprechend der vorliegenden Erfindung ist;Fig. 3 is a schematic longitudinal sectional view of the combined boiler according to the present invention;

Fig. 4 eine Schnittdarstellung entlang den Pfeilen in Fig. 3 ist; undFig. 4 is a sectional view along the arrows in Fig. 3; and

Fig. 5 eine detaillierte Schnittdarstellung des in Fig. 3 mit einem V am Pfeil gekennzeichneten Elements ist.Fig. 5 is a detailed sectional view of the element marked with a V on the arrow in Fig. 3.

In Fig. 1 und Fig. 2 werden ein Heißwassertank (1) eines Entnahme- bzw. Durchflußboilers sowie ein Heißwassertank (2) eines Speicherboilers gezeigt. Beim Entnahme- bzw. Durchflußboiler nach Fig. 1 ist der Tank (1) mit Wasser des Zentralheizungskreislaufs gefüllt, das über die Rohrleitung (3) zugeführt wird und über die Rohrleitung (4) durch die Umlaufpumpe (nicht dargestellt) des Zentralheizungsboilers abgeleitet wird. Durch den Tank (1) verläuft spiralförmig ein Rohr (5), das an seinem einen Ende (6) an das Wassernetz angeschlossen ist und am anderen Ende einen Wasserhahn (7) aufweist. Beim Speicherboiler nach Fig. 2 ist der Tank (2) mit Wasser aus dem Wassernetz gefüllt, das über die Rohrleitung (8) zugeführt wird, und der Tank ist darüber hinaus mit einem Wasserhahn (9) verbunden. Das Wasser aus dem Wassernetz im Tank (2) wird über eine Rohrschlange (10) beheizt, die über die Rohrleitungen (11 und 12) mit dem Zentralheizungskreislauf verbunden ist.In Fig. 1 and Fig. 2, a hot water tank (1) of a withdrawal or flow boiler and a hot water tank (2) of a storage boiler are shown. In the withdrawal or flow boiler according to Fig. 1, the tank (1) is filled with water from the central heating circuit, which is supplied via the pipe (3) and is drained via the pipe (4) by the circulation pump (not shown) of the central heating boiler. A pipe (5) runs spirally through the tank (1), which is connected to the water network at one end (6) and has a water tap (7) at the other end. In the storage boiler according to Fig. 2, the tank (2) is filled with water from the water network, which is supplied via the pipe (8), and the tank is also connected to a water tap (9). The water from the water network in the tank (2) is heated by a pipe coil (10) which is connected to the central heating circuit via the pipes (11 and 12).

In beiden Fällen wird die Wärme vom Zentralheizungsboiler über Rohrleitungen (3, 4 bzw. 11,12) in einen Tank geleitet, der sich in räumlicher Distanz zur Wärmequelle - nämlich dem Wärmeaustauscher des Zentralheizungsboilers - befindet.In both cases, the heat from the central heating boiler is conducted via pipes (3, 4 or 11,12) into a tank that is located at a spatial distance from the heat source - namely the heat exchanger of the central heating boiler.

Beim kombinierten Boiler entsprechend der vorliegenden Erfindung, der dem Durchflußprinzip entspricht, wird ein Tank (13) in den geschlossenen Kreislauf der Zentralheizung eingeschlossen. Das geschieht über eine Umlaufpumpe (14), die mit einer Rücklaufrohr (15, 15a) und über ein Dreiwegventil (16) mit dem Druckleitungsrohr (17, 17a) verbunden ist, das zu Radiatoren oder ähnlichen Raumheizelementen führt. Das Dreiwegventil (16) ist über die Bypass-Leitung (18) an die Ausgangsseite der Pumpe (14) angeschlossen.In the combined boiler according to the present invention, which corresponds to the flow principle, a tank (13) is enclosed in the closed circuit of the central heating system. This is done via a circulation pump (14) which is connected to a return pipe (15, 15a) and via a three-way valve (16) to the pressure pipe (17, 17a) leading to radiators or similar room heating elements. The three-way valve (16) is connected via the bypass line (18) to the outlet side of the pump (14).

In den Tank (13 ragt eine Rohrschlange (19), die über die Leitungen (20 und 21) (über ein Mischventil M) mit dem Wassernetz und einem Wasserhahn (beides nicht dargestellt) verbunden ist.A pipe coil (19) extends into the tank (13) and is connected to the water network and a water tap (both not shown) via the pipes (20 and 21) (via a mixing valve M).

Eingetaucht in den Tank (13) befindet sich eine aus einem Stück bestehende Anordnung aus einem Brenner (22) und einem U-förmigen Wärmeaustauscher (23). Der Wärmeaustauscher (23) ist an ein Flammrohr (24) für die Verbrennungsgase angeschlossen.Immersed in the tank (13) is a one-piece arrangement consisting of a burner (22) and a U-shaped heat exchanger (23). The heat exchanger (23) is connected to a flame tube (24) for the combustion gases.

Der Brenner (22) befindet sich im Inneren einer Verbrennungskammer (25) am oberen Ende des einen U-förmigen Wärmeaustauschers (23). Der Brenner wird durch ein Gebläse (26) und ein Gasventil (27) mit einem Gas-Luft-Gemisch gespeist.The burner (22) is located inside a combustion chamber (25) at the upper end of a U-shaped heat exchanger (23). The burner is fed with a gas-air mixture by a fan (26) and a gas valve (27).

Die Verbrennungsgase werden durch den U-förmigen Wärmeaustauscher (23) in Richtung des Flammrohrs (24) befördert. Im Verlauf dieses Prozesses wird die Wärmeabgabe an das Wasser im Tank (13) dadurch unterstützt, daß der Wärmeaustauscher (23) über längs angeordnete Rippen (28) verfügt, wodurch die wirksame Erwärmungsfläche vergrößert wird.The combustion gases are transported through the U-shaped heat exchanger (23) in the direction of the flame tube (24). During this process, the heat transfer to the water in the tank (13) is supported by the fact that the heat exchanger (23) has longitudinally arranged fins (28), which increases the effective heating surface.

In den am weitesten unten liegenden Abschnitt der U-förmigen Anordnung wird ein Stopfen (29) aus einem Material eingeschraubt, das im Verhältnis zum Aluminiumwerkstoff des Wärmeaustauschers eine geringe thermische Leitfähigkeit aufweist.A plug (29) made of a material that has a low thermal conductivity compared to the aluminum material of the heat exchanger is screwed into the lowest section of the U-shaped arrangement.

Der Betrieb des kombinierten Boilers entsprechend der vorliegenden Erfindung läuft wie folgt ab:The operation of the combined boiler according to the present invention is as follows:

Das Rücklaufwasser aus dem Zentralheizungskreislauf wird vom Rücklaufrohr (15) über die Zirkulationspumpe (14) und das verlängerte Rücklaufrohr (15a) in den Tank (13) geleitet und über das Steigrohr (17a) und das Zuleitungsrohr (17) wieder in den Zentralheizungskreislauf zurückgeführt. Im Tank (13) wird das Wasser der Zentralheizung durch die direkt darin eingetauchte Anordnung von Brenner (22) und Wärmeaustauscher (23) erhitzt. Das heiße Wasser im Tank (13) bildet gleichzeitig die Wärmequelle für das in der Rohrschlange (19) fließende Wasser für Haushaltszwecke. Wenn vergleichsweise viel Heißwasser für Haushaltszwecke benötigt wird, kann die Wasserversorgung zum Wohnbereich über das Zuleitungsrohr (17) mit Hilfe des Dreiwegventils (16) kurzfristig unterbrochen werden, indem das Ventil (16) die Ausgangsseite der Zirkulationspumpe (14) über die Bypass-Leitung (18) direkt mit dem Zuleitungsrohr (17) kurzgeschlossen werden. In diesem Fall wird das Zentralheizungswasser erneut durch die Radiatoren geschickt und umgeht den Boiler. Unter diesen Bedingungen wird die gesamte durch den Brenner (22) produzierte Wärme über die jetzt im Tank (13) abgeschlossenen Wassermenge direkt an die Rohrschlange (19) abgegeben. Da während dieses Prozesses im Tank (13) keine Zirkulation infolge irgendwelcher Pumpentätigkeit auftritt, muß für eine schnelle Wärmeübertragung von den Abgasen zur im Tank abgeschlossenen Wassermenge gesorgt werden. Aus diesem Grund werden im kombinierten Boiler entsprechend der vorliegenden Erfindung vergleichsweise große längs angeordnete Rippen (28) eingesetzt, mit denen die wirksame Erwärmungsoberfläche vergrößert wird. Diese Rippen (28) weisen beispielsweise an der Abgasseite eine Höhe von 4 bis 5 cm und an der Wasserseite eine Höhe von 1 bis 1,5 cm auf.The return water from the central heating circuit is led from the return pipe (15) via the circulation pump (14) and the extended return pipe (15a) into the tank (13) and then returned to the central heating circuit via the riser pipe (17a) and the supply pipe (17). In the tank (13), the central heating water is heated by the burner (22) and heat exchanger (23) directly immersed in the tank. The hot water in the tank (13) also forms the heat source for the water flowing in the pipe coil (19) for domestic purposes. If a relatively large amount of hot water is required for domestic purposes, the water supply to the living area via the supply pipe (17) can be briefly interrupted using the three-way valve (16) by short-circuiting the valve (16) on the output side of the circulation pump (14) directly to the supply pipe (17) via the bypass line (18). In this case, the central heating water is again sent through the radiators and bypasses the boiler. Under these conditions, all the heat produced by the burner (22) is transferred directly to the coil (19) via the water now contained in the tank (13). Since during this process no circulation occurs in the tank (13) as a result of any pumping action, a rapid heat transfer from the exhaust gases to the water contained in the tank must be ensured. For this reason, the combined boiler according to the present invention uses relatively large longitudinally arranged fins (28) with which the effective Heating surface is increased. These fins (28) have, for example, a height of 4 to 5 cm on the exhaust side and a height of 1 to 1.5 cm on the water side.

Die Kondensation im Wärmeaustauscher (23) wird dadurch vermieden, daß bei normalem Betrieb der Stopfen (29) aus einem Material, das eine vergleichsweise geringe thermische Leitfähigkeit aufweist, eine hohe Temperatur erreicht hat und diese Temperatur oberhalb von 150 ºC auch bei behält, wenn die Temperatur im Wärmeaustauscher (23) sinkt, so daß am niedrigsten und damit kältesten Punkt des U-förmigen Wärmeaustauschers (23) jedes entstehende Kondensat sofort verdampft wird.Condensation in the heat exchanger (23) is avoided in that during normal operation the plug (29) made of a material that has a comparatively low thermal conductivity has reached a high temperature and maintains this temperature above 150 ºC even when the temperature in the heat exchanger (23) drops, so that at the lowest and therefore coldest point of the U-shaped heat exchanger (23) any condensate that forms is immediately evaporated.

In einem kombinierten Boiler entsprechend der vorliegenden Erfindung mit einer Brennerleistung von ungefähr 25 kW, einem Bruttovolumen des Tanks von 35 Litern und einer Wasserverdrängung der Brenner-Wärmeaustauscher-Einheit von 16 Litern, wird bei der Entnahme von Heißwasser für Haushaltszwecke innerhalb der ersten zwei Minuten die Wassertemperatur von etwa 85 ºC auf etwa 68 ºC absinken. Im Mischventil (M) kann kaltes Leitungswasser hinzugefügt werden, um die gewünschte Entnahmetemperatur von 60 ºC zu gewährleisten. Während der nächsten 12 Minuten sinkt die Entnahmetemperatur auf etwa 60 ºC ab, und nach und nach muß die Menge des zugesetzten Kaltwassers reduziert werden. Die Entnahme von Wasser einer Temperatur von 60 ºC kann unbegrenzt fortgesetzt werden.In a combined boiler according to the present invention with a burner power of about 25 kW, a gross volume of the tank of 35 litres and a water displacement of the burner-heat exchanger unit of 16 litres, when drawing hot water for domestic purposes, the water temperature will drop from about 85 ºC to about 68 ºC within the first two minutes. Cold tap water can be added in the mixing valve (M) to ensure the desired drawing temperature of 60 ºC. During the next 12 minutes the drawing temperature drops to about 60 ºC and gradually the amount of cold water added must be reduced. The drawing of water at a temperature of 60 ºC can continue indefinitely.

Nach dem Abbruch der Warmwasserentnahme steigt die Temperatur in der Entnahme-Rohrschlange wieder auf etwa 85 ºC an, bei erneuter Entnahme wiederholt sich der oben beschriebene Temperaturverlauf.After the hot water extraction is stopped, the temperature in the extraction pipe coil rises again to around 85 ºC; when extraction is started again, the temperature curve described above repeats itself.

Claims (4)

1. Gasbeheizter Zentralheizungs- und Warmwasserbereitungsboiler, bei dem ein Brenner und ein Wärmeaustauscher sich im Inneren eines Wassertanks befinden, der Bestandteil des geschlossenen Wasserkreislaufs der Zentralheizung ist, und bei dem eine mit dem Wassernetz verbundene Rohrschlange zur Entnahme von Warmwasser für Haushaltszwecke in den Wassertank ragt, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer (22) und der Wärmeaustauscher (23) eine kompakte, U-förmige Einheit (22, 23) bilden, die in einem Stück aus einer Aluminiumlegierung gegossen wird, wobei das Verhältnis der Wassermasse in Litern, mit der die eingetauchte U-förmige Einheit (22, 23) im Tank umgeben ist, zur Masse der eingetauchten U- förmigen Einheit (22, 23) in Kilogramm größer als 1 ist und der Wärmeaustauscher (23) zur Vergrößerung der wirksamen Erwärmungsfläche mit längslaufenden Rippen (28) versehen ist.1. Gas-fired central heating and hot water boiler, in which a burner and a heat exchanger are located inside a water tank which is part of the closed water circuit of the central heating system, and in which a pipe coil connected to the water network extends into the water tank for the extraction of hot water for domestic purposes, characterized in that the combustion chamber (22) and the heat exchanger (23) form a compact, U-shaped unit (22, 23) which is cast in one piece from an aluminum alloy, the ratio of the mass of water in liters with which the immersed U-shaped unit (22, 23) is surrounded in the tank to the mass of the immersed U-shaped unit (22, 23) in kilograms being greater than 1 and the heat exchanger (23) being provided with longitudinal fins (28) to increase the effective heating surface. 2. Kombinierter Boiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende des einen U-Schenkels ein Brenner (22) mit Einrichtungen (26, 27) befestigt ist, durch welche ein brennbares Gas-Luft-Gemisch nach unten in den Brenner (22) gefördert wird, und daß der untere Teil des besagten Schenkels und der andere U-Schenkel einen Wärmeaustauscher (23) bilden, der einen Austausch mit der Wassermasse gewährleistet, in welche die beschriebene Anordnung eingetaucht ist.2. Combined boiler according to claim 1, characterized in that a burner (22) is attached to the upper end of one U-leg with devices (26, 27) through which a combustible gas-air mixture is fed downwards into the burner (22), and that the lower part of said leg and the other U-leg form a heat exchanger (23) which ensures an exchange with the water mass in which the described arrangement is immersed. 3. Kombinierter Boiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich am tiefsten Punkt der U-förmigen Einheit ein Element (29) befindet, das im Verhältnis zur Aluminiumlegierung des Wärmeaustauschers eine geringe thermische Leitfähigkeit aufweist.3. Combined boiler according to claim 1, characterized in that at the lowest point of the U-shaped unit there is an element (29) which has a low thermal conductivity in relation to the aluminum alloy of the heat exchanger. 4. Kombinierter Boiler nach sämtlichen vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Rücklaufrohr (15) als auch das Zulaufrohr (17), die den Boiler mit Raumheizelementen verbinden, über eine Pumpe (14) beziehungsweise über ein Dreiwegventil (16) an den Tank (13) angeschlossen sind, wobei das Dreiwegventil (16) über eine Bypass-Leitung (18) mit der Ausgangsseite der Pumpe verbunden ist.4. Combined boiler according to all preceding claims, characterized in that both the return pipe (15) and the inlet pipe (17), which connect the boiler to room heating elements, are connected to the tank (13) via a pump (14) or via a three-way valve (16), the three-way valve (16) being connected to the output side of the pump via a bypass line (18).