Vorrichtung an Wärmeübertragungsanlagen, insbesondere Warmwasserbereitern. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung an solchen Wärmeüber- tragungsanla.gen, zum Beispiel Warmwasser bereitern, die ein aus einem Dampferzeuger und einem Dampfkondensator bestehendes Zirkulationssystem, sowie ein in Verbindung mit diesem System angeordnetes Expansions gefäss enthalten. Der bei solchen Anlagen im Dampferzeuger gebildete Dampf wird zum Kondensator übergeführt, wo er unter Ab gabe seiner Dampfbildungswärme konden siert wird.
Darnach wird das Kondensat durch eine Kondensatrückleitung wieder zum Dampferzeuger zurückgeleitet. Das Expan sionsgefäss ist über eine Expansionsleitung mit der Kondensatrtickleitung verbunden und dient dazu, die Expansion der Kondensat- flüssigkeit zu ermöglichen und die vom Dampf verdrängte Flüssigkeitsmenge aufzu nehmen.
Diese Flüssigkeitsmenge variert je nach den Temperaturschwankungen in dem den Dampfkondensator umgebenden Medium, das für den Fall, dass die Anlage für Warm wasserbereitung eingerichtet ist, aus dem zur Erwärmung vorgesehenen Wasser be steht. Erhöht sich die Temperatur des er wähnten Mediums, so verringert sich die Wärmeabgabe pro Flächeneinheit beim Dampfkondensator. Der Dampf erfordert dann eine grössere Kondensationsfläche und füllt also einen grösseren Teil des Gesamt raumes im Zirkulationssystem aus.
Ein Teil der Flüssigkeit im Zirkulationssystem wird folglich vom Dampf verdrängt und wird in das Expansionsgefäss hinaufgepresst. Ver ringert sich die Temperatur des den Dampf kondensator umgebenden Mediums, so erhält man in entsprechender Weise eine Erhöhung des Flüssigkeitsvolumens im Zirkulations- system, während sich die Flüssigkeitsmenge im Expansionsgefäss verringert. In der Ex pansionsleitung erfolgt also ein Hin- und Herströmen der Flüssigkeit.
Bei derartigen Flüssigkeitsströmungen steigt warme Flüssigkeit aus dem Zirkula- tionssystem und eventuell auch Dampf in das Expansionsgefäss hinauf. Der Inhalt des Ex pansionsgefässes wird hierbei erwärmt und verdunstet sehr schnell.
Ferner kann es vorkommen, dass die im Expansionsgefäss abgekühlte Flüssigkeit in den Dampferzeuger hinunterströmt und in diesem eine Dampfkondensation mit nachfol gender Druckverringerung hervorruft. Wenn Dampf in die Expansionsleitung hinaufsteigt, erfolgt gleichfalls ein Druckabfall, da sich die Höhe der den Druck bestimmenden Was sersäule verringert. Die Druckverhältnisse sind also unstabil, was unter anderem zur Folge hat, dass ein Hin- und Herpendeln der Flüssigkeit zwischen dem Zirkulationssystem und dem Expansionsgefäss eintritt.
Die vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung einer Vorrichtung, mittelst wel cher derartige Nachteile beseitigt werden. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass das Expan sionsgefäss und das Zirkulationssystem über ein Flüssigkeitsgefäss von solcher Beschaffen heit miteinander verbunden sind, dass aus dem Zirkulationssystem ausströmende warme Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsgefäss befind liche kältere Flüssigkeit verdrängt, welch letztere in das Expansionsgefäss hinauf gepresst wird; und dass bei einer nachfolgen den Flüssigkeitsströmung in entgegengesetz ter Richtung die im Flüssigkeitsgefäss an gesammelte warme Flüssigkeit wieder zum Zirkulationssystem zurückgeleitet wird.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Aus führungsbeispiel des Erfindungsgegenstan des.
Fig.1- ist ein Vertikalschnitt einer Wärme- Übertragungsvorrichtung der in Frage kom menden Art, die für Warmwasserbereitung bestimmt und in Verbindung mit einem Kochherd für Dauerbrand und festen Brenn stoff gebracht ist, und Fig. 2 zeigt in grösserem Massstab ein Detail der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung. In Fig.1 bezeichnet 1 einen Warmwasser behälter zum Beispiel für Haushaltzwecke, aus dem das Wasser durch ein Rohr 2 ab gelassen werden kann, während gleichzeitig Wasser durch ein anderes Rohr $ zugeführt werden kann.
Der Behälter 1 ist zwecks Wärmeisolierung mit einer Schicht Isolier- inaterial 4 umgeben. Im Behälter 1 ist eine Rohrschlange 5 angeordnet, von deren oberem und unterem Ende je eine Rohrleitung 6 bezw. 7 durch den Behälterboden herunter führt. Vom höchsten Punkt der Rohrleitung 6 für ein mit einem Hahn 8 versehenes Rohr 9 zur Entlüftung des Systems aus dem Be hälter heraus.
Die Rohre 6 und 7 sind an das obere bezw. untere Ende einer Rohrschlange 10 an geschlossen, welche die Feuerstätte 11 eines Dauerbrandherdes 12 umgibt. Dieser Herd enthält einen zylindrischen, wärmeakkumu lierenden Schacht 13, dessen unterer Teil sich gegen die Feuerstätte 11 des Herdes zu er streckt und dessen oberer Teil eine der Koch platten 14 des Herdes darstellt. Der wärme akkumulierende, zylindrische Schacht 13 bil det einen Behälter für den Brennstoff, bei spielsweise Anthrazit oder Koks, der von die sem Behälter aus der Feuerstätte 11 zu geführt wird. Die Verbrennung des Brenn stoffes erfolgt auf einem Rost 15, wobei Luft durch eine geeignete Öffnung unter dem Rost zugeführt wird.
Die Verbrennungsgase um spülen den wärmeakkumulierenden Zylinder 13, geben Wärme an diesen ab und ent weichen durch den Schornstein 16. Der Brennstoff wird dem Brennstoffschacht durch eine Öffnung 17 zugeführt, die mit einem Deckel 18 verschliessbar ist, und der Herd ist mit einer ihn umgebenden Schicht 19 aus wärmeisolierendem Material, sowie mit einem, zu demselben Zweck angeordneten, wärme isolierenden, abnehmbaren Deckel 20 ver sehen.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, bilden die Rohrschlangen 5 und 10 nebst den Rohr leitungen 6 und 7 ein geschlossenes Zirkula- tionssy stem. Die Rohrschlange 10 bildet den Dampferzeuger. In diesem bildet sich also Dampf, der durch die Leitung 6 der Rohrschlange 5 zugeführt wird, in welcher sich der Dampf kondensiert. Das Kondensat wird durch die Kondensatrückleitung 7 zum Dampfgenerator zurückgeführt.
An die Kondensatrückleitung 7 ist das obere Ende einer Expansionsleitung 21 an geschlossen. Das untere Ende dieser Leitung mündet in ein Expansionsgefäss 22, das über dem Warmwasserbehälter 1 angeordnet ist und mit der Aussenluft durch eine Öffnung 23 in Verbindung steht. In die Expansionsleitung 21 ist das Flüs sigkeitsgefäss 24 (Fig. 1 und 2) mit einer Zu laufleitung 25 und einer Ablaufleitung 26 eingeschaltet. Die Zulaufleitung 25 mündet in den obern Teil des Gefässes ein, während die Ablaufleitung 26 an den untern Teil des Gefässes angeschlossen ist. Sowohl die Ab lauf-, als auch die Zulaufleitung befinden sich teilweise innerhalb der Wände des Ge fässes 24.
Die Zulaufleitung 25 ist an die Kondensatrückleitung 7 des Zirkulations- systems und die Ablaufleitung 26 an das Ex pansionsgefäss 22 angeschlossen. Das Gefäss 24 ist ferner an seinem obern Ende mit einer Entlüftungsvorrichtung versehen, die aus einem Ventil 27 besteht.
Wenn nun aus dem Zirkulationssystem warme Flüssigkeit ausströmt, wird dieselbe in den obern Teil des Flüssigkeitsgefässes 24 eingeführt. Infolge ihres kleineren spezi fischen Gewichtes neigt diese warme Flüssig keit nicht dazu, sich mit der in dem Gefäss 24 befindlichen abgekühlten Flüssigkeit zu ver mischen, sondern nur diese letztere wird in das Expansionsgefäss hinaufgepresst. Erst wenn der Vorrat des Flüssigkeitsgefässes an kalter Flüssigkeit ziemlich entleert ist, kann die arme Flüssigkeit in das Expansions gefäss hinaufgedrückt werden.
Wenn der Flüssigkeitsströmung in der Richtung zum Expansionsgefäss 22 eine Flüssigkeitsströ mung in entgegengesetzter Richtung folgt, wird die im Flüssigkeitsgefäss 24 vorhandene warme Flüssigkeit wieder in das Zirkula- tionssystem zurückgedrückt. Unter der Vor- aussetzung, dass nicht allzu grosse Flüssig keitsströmungen zwischen dem Zirkulations- system und dem Expansionsgefäss entstehen, ergibt sich also kein direkter Flüssigkeitsaus tausch zwischen dem Expansionsgefäss und dem Zirkulationssystem. Die Flüssigkeit im Expansionsgefäss bleibt infolgedessen kalt und verdunstet nur sehr langsam.
Um eine Wärmeübertragung zwischen dem Zirkulationssystem und dem Expan sionsgefäss weiter zu verhindern, sind die in nerhalb des Flüssigkeitsgefässes 24 (Fig. 2) liegenden Teile der Zu- und Ablaufleitung 25 bezw. 26 wärmeisoliert ausgeführt. Zu die sem Zwecke sind diese Teile doppelwandig. Zu demselben Zwecke kann die Zu- und Ab laufleitung ganz ausserhalb des Flüssigkeits gefässes 24 angeordnet werden, wie in Fig. 1 angedeutet ist.
Das Gefäss 24 hat, wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, zweckmässig eine längliche Form, und seine längste Ausdehnung erstreckt sich in der Vertikalen. Hierdurch verkleinert sich die Kontaktfläche zwischen warmer und kal ter Flüssigkeit, und mithin erhöht sich der Leitungswiderstand für die Wärmeübertra gung zwischen der Flüssigkeit in dem obern, wärmeren Teil des Gefässes und der Flüssig keit in seinem untern, kälteren Teil. Zum gleichen Zweck besteht das Gefäss 24 zweck mässig aus verhältnismässig dünnen Wänden oder Wänden aus wenig wärmeleitendem :Material.
Wie bereits erwähnt worden ist, wird die aus dem Zirkulationssystem ausströmende warme Flüssigkeit im Flüssigkeitsgefäss 24 akkumuliert, wenn in der Expansionsleitung in der Richtung zum Expansionsgefäss eine Flüssigkeitsströmung entsteht. Wenn die Flüssigkeitsströmung hernach ihre Richtung ändert, wird dieselbe warme Flüssigkeit zum Zirkulationssystem zurückgeleitet.
Die in dem Expansionsgefäss befindliche kalte Flüs sigkeit hat also keine Gelegenheit, in den Dampfgenerator hinunter zu gelangen, wo sie eine Dampfkondensation mit nachfolgen dem Druckabfall im System und kräftiger Einsaugung von Flüssigkeit verursachen würde.
Ferner verhindert die beschriebene Vor richtung, dass Dampf, der aus dem Zirkula- tionssystem in die Expansionsleitung ein dringt, einen Druckabfall im System hervor ruft. Der Dampf wird nämlich in dem Flüs sigkeitsgefäss 24 angesammelt. Das Flüssig keitsniveau in diesem Gefäss wird herunter gedrückt, und anstatt sich zu verringern, er höht sich der Druck etwas.
Diese Vorrichtung erzeugt also eine Sta bilisierung der Druckverhältnisse und ver hindert hierdurch, dass ein Hin- und Her pendeln der Flüssigkeit zwischen dem Zir- kulationssystem und dem Expansionsgefäss stattfindet.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist das Flüs sigkeitsgefäss 24 tiefer angeordnet als das gondensor-Schlangenrohr 5. Diese Anord nung des Flüssigkeitsgefässes trägt offenbar dazu bei, die Stabilität der Druckverhält nisse zu erhöhen. Dampf, der aus dem Zir- kulationssystem in die Verbindungsleitung zwischen der Kondensatrückleitung 7 und dem Flüssigkeitsgefäss 24 ausströmt, erzeugt nämlich bereits bei seinem Durchgang durch diese Verbindungsleitung eine Druckerhö hung im System.
Obwohl die Erfindung vorstehend in Ver bindung mit einem Warmwasserbereiter be schrieben worden ist, beschränkt sie sich na türlich nicht auf die Verwendung in Verbin dung mit solchen Vorrichtungen. Die Erfin- dun.g ist vielmehr für die Verwendung bei jeder Art von Wärmeübertragungsvorrich- tungen bestimmt, welche einen Dampferzeu ger, einen Dampfkondensator und ein Ex pansionsgefäss enthalten.