DE8705241U1

DE8705241U1 - Brauchwasserspeichererhitzer

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Publication number: DE8705241U1
Application number: DE8705241U
Authority: DE
Original assignee: ROBIONEK HANS-JOACHIM 4650 GELSENKIRCHEN DE
Current assignee: ROBIONEK HANS-JOACHIM 4650 GELSENKIRCHEN DE
Priority date: 1987-04-08
Filing date: 1987-04-08
Publication date: 1988-08-11

Description

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D-4300 Essen 1 · Pelmanstraße 31 . Poatiacii 340220 ■ Telefon (Ö201) 772008

"Brauchwässerspeichererhitzer"

Die Erfindung betrifft einen Brauchwasserspeichererhitzer> welcher einen das zu heißende Brätichwasser aufnehmenden, zylinderförmigen Speicherbehälter mit einem Kaltwasserzulauf und einem V7armwasserablauf aufweist &igr; welcher mit einem in das Brauchwasser des Speicherbehälters eintauchenden Wärmeaustauscher versehen ist, v/elcher als gewendeite Heizrohrsch.iange ausgebildet und mit einem Heizmediumvorlauf und einem Heizmediumrücklauf ausgerüstet ist, v/obei das zu heizende Brauchwasser und das Heiiimedium der Heizrohrschlange im Gegenstrom zueinander verlaufen.

Bei einem bekannten derartigen Brauchwasserspeichererhitzer mündet der Kaltwasserzulauf bei stehender Anordnung desselben in dessen Bodenbereich ein, so daß von diesem ausgehend das zu heizende Brauchwasser weitgehend als zylindrische Säule diesen aufsteigend durchströmt und über den Warnwasserablauf im Deckelbereich des Speicherbehälters zu Hutzungszwecken verläßt. Etwa im mittleren Bereich des Speicher-

Dresdner Bank Esseu 403 349800 (BLZ 3¹OQeOOSO) -' Sp'aÄasselEssenEO?.!») (BLZ 36050105) · Postgiro Essen 335 07-433 (BLZ 360100

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behalters ist der Heizmediumvorlauf der Heizrohrschlange vorgesehen, während sich der Heirtmed? umrücklaüf im unteren Ende des Speicherbehälters befindet. Das zu heizende Brauchwasser und das Heizmedium der Heizrohrschlänge verlaufen somit im GegiSnstrom zueinander i Dieser bekannte Braüchv/ässerspeichererhitzer weist den Nachtail auf, daß das zu heizende Brauchwasser präktisch in Form einer zyJindrischen Säule den Speicherbehälter durchläuft und damit der Wärmeübergang von der Heizrohrschlange auf das zu heizende Brauchwasser stark eingeschränkt ist und ein derartiger Brauchwasserspeichererhitzer somit über einen vergleichsweise schlechten Wirkungsgrad verfügt.

Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung vorerwähnter Nachteile einen Brauchwasserspeichererhitzer der eingangs genannten Art zu schaffen, v/elcher die Erzielung eines hohen Wärmeüberganges von der Heizrohrschlange auf das zu heizende Brauchwasser ermöglicht und damit einen vergleichsweise guten Wirkungsgrad gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Kaltwasserzulauf über eine oder mehrere Düsen tangential

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in eine Ringkammer einnündet, welche im Speicherbehälter in Bereich der He ir, rohr sch] ar.ge ausgebildet ist. Durch den tangentialen Eintritt des zu heißenden Brauchwassers aus der Düse bzw. den Düsen des Kaltwasserzulaufs in d-'e Ringkammer wird eine Rotationsbewegung des in der Ringkammer vorhandenen zu heizenden Brauchv/assers erreicht, wobei das in der Ringkammer befind-¹ iche Brauchwasser durch d-'e Wendelung der Heizrohr sch¹ ange einen aufwärts gerichteten Drall erfährt. Hei d^;eser Aufwärtsbewegung des "u heizenden Brauchwassers ^;nnerhalb der Ringkammer findet ein hoher Wärmeübergang von der Hei ".rohr sch lange auf das zu heizende lira-chwasser statt und damit eine sehr schnelle Erwärmung.

liese aufwärts gerichtete Strömung in der Ringkammer be-'.■nrV.t einen Saugeffekt auf das in Bodenbereich stehende Ksifwasser, so daß a- ^f dieses eine Konvektionswirkung ausaeübt v;irr), selbst dann, v/enn die Düse bzw. Düsen kein &Iacgr; ' tes ''assnr ··.· führt, bzw. zuführen, wenn in diesem Falle auch ^n '•'.■r'nneren Maße. Durch die sich so ausbildenden Strömun- ~"n w^;rd eine ^erwi rbe¹'.mg des ^;m unteren "ei ^ des Ppeicherbeh'i'OT be ^ci ndl ^; rhen Brauchwassers erre -ht und damit eine srhriP¹¹^ \i: fhei-.nng desselben, so daß eine qite Uärmeausnutzung les Mc^; :-mei uns erre^;rht v/i**'!. Die rotierend- Strömung in der VnnVinner bevirkt außerdem, daß das -.»ige führte Kaltwasser bereits nach vergleichsweise kurzer Zeit an den etwa

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im mittleren Bereich des Speicherbehälters vorgesehenen Temperaturfühler der Speicherregelung gelangt, so daß die Nachheizung bereits frühzeitig aktiviert v/erden kann. Außerdem wird durch die rotierende, schraubenlinienförmige Strömung erreicht, daß ein fast iOO%iger Gegenstrom zum Heizmedium verv/irklicht wird und damit ein hoher Ausnutzungsgrad der zugeführten Wärme gegeben ist. Das Heizmedium ist beliebig, beispielsweise Xiasser, Dampf, Heißöl od.dgl.

Innerhalb der Hei-rohrschlange ist zur Bildung der Innenwandung der Ringkammer koaxial zn dieser ein zylindrischer Einsatz angeordnet. In diesem Falle kann die Außenwandung der Ringkammer durch die Wandung des Speicherbehälters gebadet sein. Es ist jedoch auch möglich, daß außerhalb der Heizrohrschlange zur Bildung der Außenwandung der Ringkammer koaxial zu dieser ein zy¹indrischer Mantel vorgesehen ist. Diese Einbauten lassen sich auch nachträglich in vorhandene Speicherbehälter einbauen, so daß deren Wirkungsgrad und damit Wärmeausnuf-ung gan:». erheblich verbessert v/erden kann.

Sowohl der zylindrische Einsatz als auch der zylindrische Meinte¹ können aus einzelnen Elementen bestehen, welche jeweils einer oder mehreren ',/indungen der Heizrohrschlange

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zugeordnet sind. Diese können mit Leitblechen ausgerüstet sein, um die Strömung in dem gewünschten Maße v/eiter zu verbessern.

Vorteilhaft sind im äußeren Bereich der Ringkammer jenseits der Heizrohrschlange Strömungswiderstände vorhanden, welche bewirken, daß die unter der Einwirkuncf der Zentrifugalkraft nach außen drängende, schraubenlinienförmige Strömung des zu heizenden Brauchwassers in der Ringkammer immer wieder zwangsläufig zurück auf die HeizroVirschlange gebracht wird, so daß ein hoher V« arme über-tang gewähr¹ e· stet ⁴St.

Gemäß einen v/eiteren Merkmal der Erfindung kann innerhalb der Heizrohrschlange zur Ausbildung 4er Ringkammer k^axia'¹ zu dieser eine weitere Hei^rohrschlange angebracht se^n, v/obei die Windungen der äußeren und'oder inneren Hei ^rohrschlange dicht auf. dicht liegen. Die ber'^en 'Iei":rohrschlangen bilden somit die Außen- und Innemrandnna der P ■ ngkammer, wobei ein ganz hervorragender Wärmei'herganq gegeben i st.

Ks ist auch möglich, die Windungen der Hei -rohrsi-h¹ anqe jjur Bildung der Innen- oder Außenwand der R'nnV.anuner dicht auf dicht zu legen, wöbe⁴ dann entweder e^;n ~vlindrischer Mantel oder d<e Wandung des

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halters die AuiSenwandund der Ringkammer bilden oder aber ein zylindrischer Einsatz die Innenv/andung.

Optimale Strömungsverhältnisse ergeben sich bei stehender Anordnung des Brauchwasserspe:chererhit :ers, jedoch isst dieser auf eine solche nicht beschränkt, sondern kann auch in waagerechter Anordnung vorgesehen v/erden.

Bei Verwendung mehrerer Düsen können diese in Abhängigkeit von der Entnahme aus dem Speicherbehälter vorzugsweise über druckabhänq-ge Schaltventile gesteuert sein, so daß e'ne schnei Ie Anpassung bei einer starken Entnahme und damit Aufheizung gewähr leistet ist. Es ist auch mog^'ch, d^;e einzelnen Düsen g¹eich^eit ig zu steuern.

Die Rrngkammer, die Hei^rohrsch'ange, der zy' indrische E'^;nsat'. sowie der Mantel können gan7 oder teilweise s i --b nach oben hin konisch erweiternd ansqeb^;1det se^;n, so daß der Auftrieb weiterhin beqüns⁴:^ <ft W' rd .

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7 DrauchWasserspeichererhitzers,

Figur 2 eine geschnittene Draufsicht durch den unteren Bereich der Figur 1,

Figur 3 eine geschnittene Ansicht einer zweiten Ausführung eines BrauchwasserspeichererhitKers,

Figur 4 eine geschnittene Ansicht einer dritten AüsEühifüngsform eines BrauchWasserspeichererhitsers,

Figur 5 eine geschnittene Ansicht einer vierten Ausführungsform eines Brauchwasserspeichererhitzers und

Figur 6 eine geschnittene Ansicht einer fünften Ausführungsform eines BraiK-hwassorspei chererh.i tiers.

Der Brauchwasserspeichererhitser weist einen Speicherbehälter 1 auf/ der mit einem Kaltwasseraulauf 2 und einem Viarmwasserabi auf 3 versehen ist. Innerhalb des Speicherbehälters 1 ist ein in das Brauchwasser des Speicherbehälters 1 eintauchender Wärmeaustauscher vorgesehen, welcher als gewendel.te Heizrohrschlange 4 ausgebildet ist. Die Heisrohrschlange 4 ist mit einem Heizmediumvorlauf 5 und einem Heismediumrücklauf ausgerüstet, welche an eine beliebige Heizquelle, beispielsweise Fernwärme, Dampf, Wärmepumpe, Solarkollektoren od.dgl., angeschlossen sind. Oberhalb der Heizrohrschlange 4 mündet in den Speicherbehälter der Temperaturfühler 7 der Speicherfegelung 8 ein.

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Der Kaltwasserüulauf 2 ist als Düse ausgeführt* Der ä'is der Düse 9 austretende Kaltwasöerstrahl mündet tangential in eine Ringkcinuner TO ein, welche im Spe.i cherbeha'lter i im Bereich der Heizrohrschiange 4 ausgebildet ist. Bei der Ausführung nach Figur 1 ist innerhalb der Heizrohrschlange 4 zur Bildung der Innenwandung der Ringkammer 10 ein zylindrischer Einsatz 11 angeordnet. Die Außenv/andüng der Rihgkammer 10 bildet ein schraubenförmig ausgeführter Mantel 14» Durch den tangential en Eintritt des Kaltwassers in die Ringkammer 10 wird eine schraubenlinienförmig rotierende Strömung erzielt, welche sich an der Heizrohrschlange 4 hochschraubt, unter inniger Kontaktierung mit den einzelnen Windungen der Heizrohrschlange 4 bis zu deren oberem Ende, so daß ein nahezu 100%iger Gegenstrom zum Heizmedium erreicht wird. Durch diese zwangsweise erzeugte Aufwärtsströmung in der Ringkammer 10 wird eine Saugwirkung auf das im Bodenbereich des Speicherbehälters 1 befindliche Kaltwasser ausgeübt, so daß dieses, wie durch die Pfeile 12 angedeutet, in die Ringkammer 10 eintritt und nach oben mitgerissen wird, mit der Folge einer innigen Durchmischung des im unteren Teil des Speicherbehälters 1 vorhandenen, noch aufzuheizenden Brauchwassers. Um die Kontaktierungswirkung noch weiter zu erhöhen ist es möglich, jenseits der Heizrohrschlange 4 Strömungswiderstände 13 vorzusehen, v/elche das unter der Wirkung der Zentrifugalkraft nach außen strömende,

Dresdner Bank Essen 403 349 800 (BLZ 350ÄX) BO) -'Sparkasse EssenfeO9liQ (BLZ 36050105} · Postgiro Essen 335 07-433 (BLZ 3601004

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zu heizfehde Brauchwasser wieder auf die einaelnen Wi ndungen der Heiarohrschlange 4 zurückwerfen.

Ü3ei der Ausführung nach Figur 1 und 2 sind die einzelnen VJihdurigen der Heizröhrschlange 4 mit Abstand zueinander angeordnet/ so daß das zu heizende Brauchwasser innerhalb der Ringkammer 10 auch durch diese hindurchtreten kann.

Bei der Ausführung nach Figur 3 sind die V7indungen der Heizrohrschlange 4 dicht auf dicht gelegt und bilden so die Außenwandung der Rjngkämmer Oi Innerhalb der Heizrohrschlange 4 ist zur Bildung der Innenwandung der Ringkammer 10 der zylindrische Einsatz 11 angeordnet.

Im Ausführungsbeispiel nach Figur 4 ist innerhalb der Heizrohrschlange 4 zur Ausbildung der Ringkammer 10 koaxial zu dieser eine wöitere Heizschlange 15 angebracht, wobei die Windungen der beiden Heizrohrschlangen 4, 15 dicht auf dicht liegen.

In Figur 5 ist eine Ausführung gezeigt, bei v/elcher der Mantel 14 nicht schraubenförmig sondern glattflächig als Zylinder ausgeführt ist. Dieser Mantel 14 könnte auch durch die Behälteraußenwand dargestellt sein. In diesem Falle wird die rotierende Strömung durch die Düse 9 erreicht, da sich eine

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schraubenlinienförmig verlaufende aufwärts gerichtete Strömung an der Heizrohrschlange 4 ausbildet.

Bei der Ausführung nach Figur 6 sind die Ringkammer, der ; zylindrische Einsatz Il -, der Mantel 14 über ihre ganze Lange

sich nach oben hin konisch erweiternd ausgebildet, wödutfch die ;

aufwärts gerichtete Strömung noch weiter begünstigt wird. ^;

Wie aus Figur 6 hervorgeht, können mehrere Düsen 9 für den &psgr; Kaltwasserzulauf 2 vorgesehen sein, welche einzeln oder

gleichzeitig steuerbar sein können, insbesondere auch druckabhängig.

Der Speicherbehälter 1 ist in herkömmlicher Weise durch eine starke Rundumisolierung gegen Wärmeverluste geschützt.

D-^sdner Bank Essen 403 349 800 (BLZ 3I5O800B0) -'Spadsa&a fi=senÖ09 &iacgr; SO (BLZ 360 50105) - Postgiro Essen 335 07-433 (BLZ 360100 43]

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D-4300 Essen 1 · Pelmanstraße 31 · Postfach. 340220 · Telefon (0201) 772008

Hans-Joachim Robionek l?.06.T9ß7

Hertener Straße 108

^650 Gelsenkirchen-Buer m.Z. 25 56? S/O

SCHUTZANSPRÜCHE :

]. Brauchwasserspeichererhj t".er, v/eücher einen das ··." heizende Brauchv/asser aufnehmenden, zy¹inderförmigen Speicherbehälter [I) mit einem Kai tvrasserru] auf C) und einem TJarmwassjrabl auf (?) aufweist, welcher mit einem in das Brauchv/asser des Spei'~herbeh^:i'! ters P^ eintauchenden Wärmeaustauscher versehen ^;st, v/e^-'ner als gewendete Hei zrohrschl anqe ( ¹) ausgeführt l-nn mit einem Hei'^mediumvorl au P (5) und einem Hei-mediumrück]au^ (6) ausgerüstet ist, wöbe^; das ~u hebende Brauchwasser und das Heizmedinm der ^ei"rohrschlange ('") im Gegenstrom zueinander ve r ^q" fen, dadurch geKenn^eichnet, dan der Ka Mvasser-.uia"' (y^ über eine oder mehrere Düsen &Oacgr;) tanqentia' in e ne Pingkammer (¹O) einmündet, we¹ ehe "> &tgr;&eegr; Ipp > rherbeh- ' *·©■·■ '¹ im Bereich der Hei^rohrschi anqe ( '' a'isrebi

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?. Brauchwasserspeichererhit^.er nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Heizrohrschlanke ■' ■" ) zur Bildung der Tnnenwanduno der R- ngkammer '¹O) koaxial zu dieser ein ".yündrischer Einsatz (¹I) angeordnet ^;st.

3. Brauchwasserspeichererhitzer nach Anspruch 1_r dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb der Hei^- rohrschlange (4) zur Bildung der Av.3env/andung der Ringkaraner (TO', koaxial su dieser ein zylindrischer Mante' vorgesehen ist.

^a. Rrauchwasserspe i chererh i tier nach Anspruch 1 oder e-ner. der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dan r)er zy &igr; indr i srhe Tinsat:* Ml) rnd'oder der zylindrische Mante* aus e'n-.elnen ""enenten besteht b'.w. besteher., v;° l ehe jev/e ! ■" s e^:no"" -^der neh-eren '■?· ndungen tier ^He ^: "r'thi'räch'. an ie t s ■ nd .

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da·¹· ■ rc'n ne^ennre^:chne'., daf! d'e ^"ernen+e n^:t ^To't b' e-'y<?r. a s-e-^;is?e' s n»1.

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einem der folgenden* dadurch gekennzeichnet/ daß im
äußeren Bereich der Ringkammer (10) jenseits der Heiarohrschlange (<l) Strömungswiderstände (13) vorhanden
sind.

V. Branchv/nsserspeichererhitzer nach Anspruch i öder
einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet,, daß in=

nerhalb der Heizrohrschlange (4) zur Ausbildung der J

Ringkammer (10) koaxial zu dieser eine weitere Heiz- §

rohrschlange (14) angebracht ist, wobei die Windungen I

der "v-ißeren und der inneren Hei^rohrs&itl ange (4, 14) |

dicht auf dicht liegen. |

9. Brauchwasserspeichererhitzer nach Anspruch 1 oder
einen der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung mehrerer Düsen (9) diese über druckabhängige
Schal tvent'■ Ie steuerbar sind.

¹0. Brauchwasserspeichererhitzer nach Anspruch 1 oder

0. Brauchwasserspeichererhitzer nach Anspruch 1 oder f

einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die |

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Windungen der Heizrohrschlange (&) zur Bildung der Ihnen- |

t oder Außenv/andung der Rinakammer (1.0) dicht auf dicht \

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D-43ÖO Essen 1 · Pelmanstraße 31 ■ Postfach 340220 . Telefon (0201) 772008

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eineiii der folgenden/ dadufch gekennzeichnet/ daß die Ring-'tammef (10), die Hei ".rohrschlange (M, der zylindrische Einsatz (1.1) sowie der Mante¹ (14) gans oder teilweise sich nach oben hin Konisch erweiternd ausgebildet sind*

Dresdner Bank Essen 403349800 (BLZ3«iS0Ö80)-6parkasse&sen209-i30 (BLZ 36050105) · Postgiro Essen 33507-433 (BLZ 360100