DE1954156U - Brauchwasserbereiter. - Google Patents

Description

P.A. 656112*15.12.66

Gustav Ospelt, Hovalwerk Aktiengesellschaft in Vaduz

Brauchwasserbereiter

Die Erfindung "bezieht sich auf einen Brauchwasserbereiter, bestehend aus einem mit Brauchwasser gefüllten Behälter, einer Zulaufleitung für kaltes Brauchwasser, einer Entnahmeleitung für warmes Brauchwasser und einer in dem Behälter angeordneten, von Heizwasser durchflossenen Aufheizvorrichtung. !Derartige Brauchwasserfcereiter nach dem Speioherprinzip finden beispielsweise in Verbindung mit Heizkesseln für

ο SammeIheizungsanlagen Anwendung, deren heißes Kesselwasser auch zum Aufheizen des Brauchwassers herangezogen wird.

Bei Brauchwasserbereitertl der vorgenannten Art wird das warme Brauchwasser an der höchsten Stelle des Behälters entnommen, su der das aufgeheizte Brauchwasser hochsteigt, und das gleichzeitig zufließende kalte Brauchwasser an der tiefsten Stell® des Behälters.eingeleitet, daait keine unerwünschte Vermischung des gezapften warmen Brauchwassers mit dem zugeflossenen kalten Brauchwasser eintritt. Man ist nun bestrebt, einen mögliohst raschen AufheisVorgang des einge-

,_o strömten kalten Brauchwassers zu erzielen. Dies stößt vor allem dann auf Schwierigkeiten, wenn plötzlich große Mengen an warmem Brauchwasser gezapft werden, da die Wärme&uatauschfläche der Aufheiζvorrichtung mit Rücksicht auf den nutzbaren

Speicherinhalt des Behälters nicht willkürlich groß bemessen werden kann. Außerdem kommt die größtmögliche Heizleistung der Aufheizvorrichtung nicht von Anbeginn an zum Aufheizen des zufließenden kalten Brauchwassers zur Auswirkung, da das unten in den Behälter einfließende kalte Brauchwasser erst nach und nach mit der zur Verfügung stehenden gesamten 'Wärme au st au ac hf la ehe der Aufheizvorrichtung in Berührung gelangt. Bfei einer bekannten Konstruktionsart von Brauchwasserbereitern ist die Aufheizvorrichtung zum Beispiel in Form einer Rohrschlange auf einem Flansohendeckel angeordnet, der lösbar auf eine Öffnung in dem Behälter aufgesetzt ist. Diese Konstruktion erfüllt zwar die weitere Anforderung an Brauchwasserbereiter, daß die Aufheizvorrichtung aus dem Behälter herausgenommen werden kann, um das Behälterinnere und die Aufheizvorrichtung leicht von Ablagerungen aus dem Brauchwasser zu reinigen. Es sind hierbei jedoch der Größe der Aufheizvorrichtung durch die Größe der Öffnung im Behälter, durch die die Aufheizvorrichtung einführbar sein muß, Grenzen gesetzt, was sich auf die Erzielung eines raschen Aufheizvorgangee von kaltem Brauchwasser nachteilig auswirkt. Nachteilig ist auch bei diesen Konstruktionen von Braubhwaaserbereitern, daß die Zulaufleitung für kaltes Brauchwasser und die Entnahmeleitung für warmes Brauchwasser durch die Behälterwandung hindurchgeführt sind und daß wegen dieser Rohrdurchdringungen ein Korrosionsschutz des Behälters mittels einer bei Heisöltanka bekannten Plastik-Innenblaae nicht möglich ist. In Gebieten

mit aggressiven Wässern ist aber ein dauerhafter und sicherer Korrosionsschutz des Behälters, der aus Kostengründen aus nichb korrosionsbeständigem Metall hergestellt wird, eine weitere wichtige Anforderung an Brauchwasserbereiter.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Brauehwaaserbereiter der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem ein noch intensiverer und rascherer AufheiζVorgang von. zufließendem kalten Brauchwasser als bei den bekannten Konstruktionen erzielt wird, der weiterhin aber auch leicht gereinigt werden kann und dessen Bellälter ohne Schwierigkeiten mit einem dauerhaften Innenkorrosionssohutz versehen werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in erster Idnie dadurch gelöst, daß die Aufheizvorrichtung neben dem in an sich bekannter Weise mit dem Brauchwasser im Behälter in Wärmeaustausch stehenden, vom Heizwasser durchflossenen Wasserraum einen mit difesem ebenfalls in Wärmeaustausch stehenden zweiten Wasserraum aufweist, der einerseits an die Zulaufleitung für kaltes .Brauchwasser angeschlossen ist und andererseits in das Behälterinnere einmündet und vom kalten Brauchwasser im Gegenstrom durchflossen ist, und daß dieser zweit· Wasserraum abnehmbare Wandungsteile aufweist.

Auf diese Weise wird erreicht, daß einerseits die Heizflächen des vom Heizwasöer durchflossenen Wasserraumes der Aufheizvorrichtung zum Aufheizen des in dem Behälter befindlichen Brauchwassers benutzt werden können, wobei der Wärmeübergang durch natürliche Konvektion erfolgt, was erwünscht ist und ausreicht, wenn sehr wenig oder kein Brauchwasser gezapft wird und in langen Stillstandszeiten der Speicherinhalt des Behälters langsamer aufgeheizt werden kann, und daß andererseits die Heizflächen zum Aufheizen von strömendem kalten Brauchwasser dienen und folglich, sobald große Mengen an warmem Brauchwasser benötigt werden, infolge der ansteigenden Geschwindigkeit des die Aufheizvorrichtung durchströmenden kalten Brauchwassers ein außerordentlich intensiver Wärmeübergang'an das kalte Brauchwasser eintritt und sich dadurch die DurchlaufIeistung des Brauchwasserbereiters schlagartig erhöht. Das zufließende Brauchwasser ist also, bevor es in den Innenraum des Behälters eintritt und dort in mehr oder weniger ruhendem Zustand mit der Aufheizvorrichtung in Berührung gelangt, bereits in erheblichem Ausmaß aufgeheizt. Die abnehmbaren Wandungsteile des vom kalten Brauchwasser durchflossenen Wasserraumes der Aufheizvorrichtung ermöglichen es, diesen Wasserraum von Kalkansätzen zu reinigen, die bei der sehr hohen Heizflächenbelaatung, wie sie bei der Aufheizvorrich-

tung des erfindungsgemäJä ausgebildeten Brauchwasserbereiters mit großem Vorteil auftritt, vorkommen und den Wärmeübergang beeinträchtigen können. Besonders aweokmässige AuBführungs-

formen des erfindungsgemäßen Brauchwasserbereiters werden noch näher erläutert werden.

y Eine vorteilhafte Ausführungsform des Brauehwassebereit ers "besteht darin, daß die Aufheizvorrichtung in an sich bekannter Weise auf der Innenseite eines lösbar auf eine Öffnung im Behälter des Brauc^hwasaerbereiters aufgesetzten Flanschendeckel angeordnet ist und daß die Entnahmeleitung für warmes Brauchwasser durch den Flanschendeokel hindurchgeführt ist und sich im Behälterinneren bis zu dessen höchsten Stelle hinauf erstreckt. Bei dieser Konstruktion, die im übrigen eine leichte Reinigung des Behälters und der herausnehmbaren Aufheizvorrichtung ermöglicht, besitzt der Behälter auf G-rund der speziellen Anordnung der Entnahmeleitung für warmes Brauchwasser keine Rohrdurchdringungen mehr, so daß ohne weiteres in den Behälter eine Plastikblase eingesetzt werden kann zum Zwecke eines zuverlässigen und dauerhaften Korrosionsschutzes gegen aggressive Wässer.

In der Zeichnung sind verschiedene-Ausführungsbeispiele eines Brauchwasserbereiters nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 eine erste Ausführungsform in einem vertikalen Längsschnitt durch &©n Brauchwasserbereiter,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform in einem vertikalen Längsschnitt durch den Brauchwasserbereiter,

Fig. 5 eine dritte Ausführungsfarm in einem vertikalon Längsschnitt durch den Brauchwasserbereiter, Pig. 4 einen Querschnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3t Fig. 5 einen Querschnitt nach der Linie V-V in Pig. 3·

Der Brauehwaseerbereiter nach Fig.1 besteht aus einem etwa zylindrischen Behälter Λ₉ dessen eine Stirnwand 2 am unteren Bereich des Brauchwasserbereitere mit einer von einem Flansch 3 umgebenen öffnung versehen ißt. Auf dem Flansch 3 ist ein die öffnung verschließender Flanschendeckel 4- lösbar befestigt. Auf der Innenseite des Fl ans ehe η decke Is 4- sind gerade, doppeIwandige fiohre 5 angeordnet, die d»ü Wärmetauscher bilden« Diese doppelwand!geri. Rohre 5 stehen an ihren Enden so miteinander in Verbindung, daß sie in Reihenschaltung liegen und so eine Hohrschlange bilden. Und zwar münden die äußeren Röhren 6 dieser doppelwand!geη Rohre 5 &λ ihrem einen Ende in ein auf der Außenseite des Jflanschendeckels angeordnetes Gehäuse 7» das in Kammern unterteilt ist. Eine Kammer 8 verbindet eine dieser Höhren 6 mit einem Vorlaufanschluß 9 für das Heizwasser, eine Kammer 10 verbindet eine dieser Söhren mit einem Rücklaufanschluß 11 für das Heizwasser, und die übrigen Kammern 12 verbinden die übrigen Röhren 6 paarweise miteinander. An ihrem anderen Ende sind die Bohren 6 ebenfalls paarweise miteinander verbunden. Von den inneren Röhren 13 der doppelwandigen Rohre 5 ist eine durch dieflEamaer 10 aus dem Gehäuse 7 herausgeführt und als Zulaufanschluß für kaltes, frisches Brauchwasser vorgesehen· Eine weiter· inner· " Röhre 13 ist in der Nähe der Kammer 8 durch die Wandung der I

umgebenden äußeren Höhre 6 in den Innenraum des Behälters 1 herausgeführt. Die übrigen inneren Röhren 13 sind innerhalb der Kammern 12 paarweise miteinander verbunden. An dem in den Brauchwasserbereitet hineinragenden Ende der doppelwan— digen Rohre 5 treten die inneren Röhren 13 aus den äußeren Röhren 6 heraus und münden in ein in Kammern unterteiltes Gehäuse 14 ein, dessen Kammern die inneren Röhren 13 paarweise miteinander verbinden. Aufgrund der vorbeschriebenen Verbindung der doppelwahdigen Rohre 5 wird deren ringförmi-6^er Saum zwischen der inneren Röhre 13 und der äußeren Röhre 6 vom Heizwaseer und deren innere Röhre 13 im Gegenstrom von dem dem Brauchwasserbereiter zufließenden kalten Frischwasser durchströmt. Der vom Heizwasser durchflossene Wasser« raum steht also einerseits mit dem Brauchwasser im Behälter in Wärmeaustausch und andererseits mit dem zweiten, vom kalten zufließenden Brauchwasser durchfloßeenen Wasserraum in Wärmeaustausch. Der vom kalten Brauchwasser durchflossene Wasserraum ist in der Weise mit abnehmbaren Wandungsteilen versehen, daß das Gehäuse 14 durch einen abnehmbaren Deckel 15 verschlossen ist, der durch einen Keil 16 festgehalten ist. Die Annehmbarkeit dee Deckels 15 ermöglicht eine Reinigung der inneren Röhren 13 von einem Ende her. Um das Einschieben des Wärmetauschere in den Behälter 1 zu erleichtern, ist zwischen dem freien Ende des Wärmetauschers und dem Behälter 1 eine Gleitbahn 17 angeordnet. Wie Fig. 1 zeigt, ist die Br&uchwasaerenthahmeleitung 18 nicht mehr durch die Wandung des Behälter« 1 hindurchgeführt, sondern durch den. Flanachendeckel 4 hindurchgeführt und in nicht näher darge—

stellter Weise dicht mit dem Flanschendeckel verbunden. Im Innern des B_ehälter8 1 ist die Entnahmeleitung 18 bis etwa zu dessen höchsten Stelle hochgezogen. Hierdurch wird der große Vorteil erreicht, daß der Behälter 1 selbst keine

.Rohrdurchdringung mehr aufweist und deshalb ohne weiteres auf seiner Innenseite mit einer nicht näher dargestellten Plastikblase versehen werden kann, die zwischen flansch 3 und Flanschendeekel 4 eingespannt wird und den Behälter beim Vorliegen von aggressiven Wässern wirksam, zuverläseig und ' dauerhaft gegen Korrosion schützt.

Bei dem Brauchwasserbereiter nach Fig. 2 besteht der auf der Innenseite eines abnehmbaren Flanschendeckels 19 angeordnete Wärmetauscher aus zwei gleichachsig iaueinander angeordneten, einen radialen Abstand voneinander aufweisenden zylindri-

T5 sehen Wandungen 20 und 21» Die äußere Wandung 20 ist auf dem Flanschendeckel 19 befestigt. Die innere Wandung 21, die, wie anhand der Fig. 3 bis 5 noch näher beschrieben wird, in Längsrichtung unterteilt ist» ist lose und kann nach Abnehmen eines auf den Flanschendeckel 19 dicht aufgesetzten Reinigungsdeckels 22 herausgezogen werden· In dem Zwischenraum zwischen den beiden Wandungen 20 und 21 ist ein Einbau angeordnet, der aus einem mit Spiralsicken versehenen Wellrohr— Blechzylinder 23 besteht® Dieser Blechsylinder 23 ist an seinen Stirnrändern dicht mit der äußeren Wandung 20 ver«· schweißt und bildet mit a®r äußeren Wandung 20 einen abgeschlossenen, vom HeiswRsker durchf losaenen Schraubenlinien*·

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förmigen Kanal 3W-» in das eine Ende diese« Kanals 24 mündet eine Vorlaufleitung 25 für das Heizwasser ein und in das andere Ende dieses Kanals 24 mündet eine Bücklaufleitung 26 für das Heizwasser ein,» Der Blechzylinder 23 bildet mit der verschiebbar an dem Bleclizjlinder anliegenden inneren Wandung 21 gleichfalls einen schraubenllnienförmigeη Kanal 27» der an seinem zum Flanschendeekel 19 weisenden Ende alt einem in den Beinigungsdeckel 22 eingesetzten Zul&ufanschluS 28 für zufließendes kaltes¹ Frischwasser in Verbindung steht und an seinem anderen, offenen Ende in das Innere des Brauch-

wasserbereiters einmündet. Die Kanäle 24 und 2γ werden also vom Heizwasser bzw. vom zufließenden kalten Brauchwasser im .' Gegenstrom durchflossen. Damit das in dem von der inneren Wandung 21 umschlossenen Raum erwäaatte Brauchwasser leichter im Brauchwasserbereitea? hochsteigen kann, ist in der Nähe des Planschendeckels 19 ein beide Wandungen 20 und 21 durchdringender, an der äußeren Wandung 20 befestigter Rohrstutzen

29 angeordnet«» Die im Brauchwasserbereiter angeordnete Ent·» nahmeleitung 30 für warmes Brauchwasser ist an einer federaden Halterung 31 befestigt und rastet mit ihrem unteren, konischen Ende lose und mit ausreichender Dichtheit in eine konische öffnung der äußeren Wandung 20 ein· Der gesamte Wärmetauscher kann somit a&ch Lösen des Planschendeckels 19 aus dem Brauchwasserbereiter herausgesogen werden, wobei die im BrauchwauBserbereiter verbleibende Bntnahmeleitung federnd aus der konischen öffaulig der äußeren Wandung 20 ausrastet. Die Entnahmeleitung 30 MLnd@t zwar in den Zwischenraum swi<»

sehen den beiden Wandungen 20 und 21 ein, wie anhand der Fig. 3 Ms 5 noch näher beschrieben wird_; ist jedoch von diesem Zwischenraum durch Trennwände eine Kammer abgeteilt, die die Entnahmeleitung 30 ausschließlich mit einem im Heinigungsdeckel 22 angeordneten Bntnahmeanschluß 32 verbindet. Nach Abnahme des Reinigungsdeckels 22 vom Planschendeckel 19 kann die innere Wandung 21 herausgezogen und der vom zuflie·· ßenden kalten Brauchwasser durchflossen« Kanal 27 gereinigt werden.

Bei dem Brauchwasserbereiter nach Fig. 3 besteht der Wärmetauscher im Prinzip ebenso wie beim Brauchwasserbereiter nach Fig. 2 aus zwei gleichachsig zueinander angeordneten, einen radialen Abstand voneinander aufweisenden, im wesentlichen zylindrischen Wandungen und einem in dem Zwischenraum awi·· sehen den beiden Wandungen angeordneten Einbau· Hier besteht jedoch der Einbau aus einem schraubenlinienförmig gewickel ten, gewalzten Vierkant&rofilrohr 3^» dessen in einem Ab— ] stand voneinander stehende Windungen auf der Innenseite mit Kragen 35 derart hinreichend dicht aneinanderliegen, daß sie selbst auf der Innenseite eine durchgehende innere Wandung bilden« Das Profilrohr JW- ist an einem Ende mittels eines Verlängerungßzylinder« 3& mit einem abnehmbaren Planschende ekel 33 tragend verbunäen. Das Profilrohr 3^ wird vom Heiz- / wasser durchflossen, uad swer sind die Baden d#» Profilrohres

& mit einer Zulaufleitung 57 b*w» einer Kücklaufleitung 38 [.

für das HeiawAsser Ttrbukdea, die beide innerhalb des Jfcofil- *

«· 10 »

rohres 34 bzw. des Verlängerungszylinders 36 verlaufen. Die äußere Wandung des Wärmetauschers wird von einem das Profil— rohr außen umgebenden Zylinder 39 gebildet, der mit dem. Pro— filrohr 34 einen zwischen den Windungen des Profilrohres liegenden Schraubenlinienförmigen Kanal 40 einschließt. Dieser Kanal 40 wird im Gegenstrom vom zufließenden kalten Brauchwasser durchflossen, und zwar steht er an seinem einen Ende mit einem Zulaufanschiuß 41 des PianachendeckeIs 37 ia Verbindung und mündet mit seinem anderen offenen Ende in das Innere des Brauehwasserbereiters ein. Der vom Profilrohr 34 umschlossene Saum steht in der ¥ähe des Flanschendeckels 33 durch einen den Verlängerungszylinder 36 und den Zylinder 39 durchdringenden, am Verlängerungszylinder 36 befestigten Rohrstutzen 42 mit dem Innenraum des Brauchwasserbereitere in Verbindung. Die Brauchwasserentnahmeleitung 43 wird auch hier von einer federnden Halterung 44 getragen und rastet mit ihrem unteren konischen Eade in eine konische Öffnung des Zjlinders 39 lose und hinreichend dicht ein* Wie Fig. 4 zeigt, sind in dem ringförmigen Zwischenraum zwischen dem Verlängerungszylinder 36 und dem Zylinder 39 zwei auf dem Verlange·» rungszylinder 36 befestigte Trennwände 45 angeordnet, die bis an die erste Windung des Profilrohres 34 heranreichen und so von dem ringförmigen Zwischenraum eine Kammer 46 abteilen, welche die Entnahmeleitung 43 mit einem Entnahmeanschluß|47 des Planschendeckels 33 verbindet. Solche Trennwände sind in analoger Weise auch bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig„ 2 angeordnet. Wie Fig. 5 zeigt, ist d«r das Pro»

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filrohr 34 umgebende Zylinder 39 QA seiner höchsten Stelle in der Längsrichtung durchgeschnitten, wobei sich die Längskanten des Zylinders 39 entlang der Trennfuge überlappen· Die sich überlappenden Längekanten werden durch drei über die Länge des Zylinders 39 verteilte Keilverschluss· 48 ausammengehalten. Eine Reinigung des frisches Brauchwasser führenden Kanals 4_O wird in folgender Weise vorgenommen. Zunächst wird der Planschende ekel 33 gelöst und der Wärmetauscher aus dein Brauchwasserbereiter herausgezogen,wobei ^ie Entnahmeleitung 43 aus ihrem konischen Sitz in dem Zylinder 39 federnd ausrastet. Sodann werden die Keilverschlüsse 48 gelöst₉ ao daß der Sylinder 39 aufgeweitet und an dem Eohrstutzen 42 vorbei vom Profilrohr 34 abgezogen werden kann» In analoger Weiße ist die an ihrer höchsten Stelle

^tj in Längsrichtung unterteilte innere Wandung 21 bei dem Aus·· führungsbeispiel nach Fig. 2 durch Keilverschlüsse &n ihrer Trenofuge verschlossen, so daß auch hier nach Entfernen des Eeinigungadeckels 22 und nach Lösen der Keilverschlüsse die innere Wandung 21 so verformt werden kann, daß sie «hne Be<~ hinderung durch den Rohrstutzen 29 aus dem Wärmetauscher herausgezogen werden kann»

Claims (1)

1. RA. 65 G112*15.12.66

   *' 1. Brauchwasserbereiter, bestehend aus einem mit Brauchwasser * gefüllten Behälter, einer Zulaufleitung für kaltes Brauch

   wasser, einer Entnahmeleitung für warmes Brauchwasser und einer in dem Behälter angeordneten, von Heizwasser durch— flossenen Aufheizvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufheizvorrichtung neben dem idan sich bekannter Weise mit dem Brauchwasser im Behälter in Wärmeaustausch stehenden, vom Heizwas3er)durchflossenen Wasserraum einen mit diesem ebenfalls in Wärmeaustausch stehenden zweiten Wasserraum aufweist, der einerseits ah die Zulaufleitung für kaltes Brauchwasser angeschlossen ist und andererseits in das Behälter·· innere einmündet und vom kalten Brauchwasser im Gegenetrom durchflossen ist, und daß dieser zweite Wasserraum abnehmbare Wandungsteile aufweist«

   2» Brauchwasserbereitei¹ nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufheizvorrichtung aus einem Bündel parallel zueinander angeordneter und in Reihenschaltung miteinander verbundener doppelwand^ ger Rohre (5) besteht, deren ringförmigger Raum zwischen de*r inneren Röhre (13) und der äußeren Bohre (6) vom Heizwassör und deren innere Röhre (13) ia Gegen·· strom vom kalten Brauchwasser durchströmt ist, und daß die inneren Röhren (13) an einem Ende des Bündels der doppelwand digen Rohre (5) aus den äußeren Bohren (6) heraustreten und \

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   durch ein in Kammern unterteiltes Gehäuse (14) paarweise miteinander verbunden sind, das durch einen abnehmbaren Dek*· kel (15) verschlossen ist.

   3. Brauchwasserbereiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufheizvorrichtung aus zwei gleichachsig zueinander angeordneten, einen radialen Abstand voneinander aufweisenden, im wesentlichen zylindrischen Wandungen (20 bzw.39*21) besteht und in dem Zwischenraum zwischen den beiden Wandungen ein Einbau (23 bzw. 34) angeorn^et ist, der mit einer der beiden Wandungen einen vom Heizwasser durchflossenen schraubenlinienförmigen Kanal (24 bzw. 34) bildet und mit der anderen Wandung einen im Gegenstrom vom kalten Brauchwasser durchflossenen schraubenlinienförmigen Kanal (27 baw» 40) einschließt, wobei die letztgenannte Wandung (21 bzw. 39) abnehmbar ist.

   4. Brauchwasserbereiter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daB die Aufheizvorrichtung in an sich bekannter Weise auf der Innenseite eines lösbar auf eine öffnung im Behälter des Brauchwasserbereiters aufgesetzten Flanschendeekels (4 bzw. 19 bzw. 33) angeordnet ist und daB die Entnahmeleitung (18 bzw. 30 bzw. 43) für warmes Brauchwasser durch den Flanschendeckel hindurchgeführt ist und sich im Behälterinneren bis zu dessen höchsten Stelle hinauf erstreckt»