Dampfwarmwasser-Heizkörper. Die Erfindung bezieht sich auf jene Dampfwarmwasser, , Heizkörper, bei den in einem, mit Umlaufgliedern in Verbindung stehenden Heizglied mindestens ein unten offenes Dampfrohr angeordnet ist, in das der Dampf entgegen dem Druck einer im Heiz- glied vorhandenen, durch eine Überlaufein- richtung geschaffenen Wassersäule eintritt.
Gemäss dieser Erfindung ist eine vom Dampf eintrittsraum in die Kondenswasserableitung führende -\Terbindungs- oder Nebenleitung vorgesehen, deren im Bereiche der Da.mpfzu- strömung befindliche Öffnung oberhalb des Höchstwasserspiegels liegt. In diese Neben leitung kann ein Kondensator, etwa. eine Rohrschlange, geschaltet sein.
Die obere, vör- zugsweise düsenartige Öffnung der Neben leitung ist entsprechend clem zur Anwendung kommenden Maximalclampfdruck so bemes sen, dass bei Anheizen die in der Anlage be findliche Luft leicht entweichen kann, wo gegen Dampf nur in geringer Menge, die überdies, wenn eine Rohrschlange angeordnet ist, kondensiert wird, durch die Nebenleitung anstreten-kann. - Die Regelung der Heizwirkung, nämlich die Vergrösserung oder Verkleinerung der Wärmeaustauschflächen des Dampfrohrsy stems,
also der Grad der Abwärtsverdrän- gung des Wassers in den unten offenen Dampfrohren durch den von oben einströmen den Dampf kann durch Regelung der Dampf zuströmung, also durch irgend ein Drossel organ besorgte werden.
Diese Art der Rege lung der Heizwirkung ist aber nur sehr un vollkommen, weil die Dampfwasser - Heiz fläche stets einen vom Dampfdruck abhängi gen Höchstwert erhält und die Dampfdrosse lung bei höheren Wassertemperaturen prak tisch wertlos wird. Eine viel empfindlichere Regelung der Heizwirkung kann aber da durch ermöglicht. werden, dass nicht die Dampfzuströmung mehr oder minder gedros selt wird, sondern die Wasserüberlaufleitung, zu welchem Zwecke diese ein Drosselorgan erhält, mittelst dessen sie auch gänzlich ge sperrt werden kann.
Einen noch höheren Grad der Empfind lichkeit der Regelung der Heizwirkung kann man aber erreichen, wenn man die Verbin- dung zwischen dem Innenraum des Dampf rohres und dem Wasserraum des Heizgliedes von einem Regelungs- oder Drosselorgan be einflussen lässt, weil man die im Heizglied und in den angeschlossenen Radiatorgliedern befindliche Wassermenge, oder die Räume, in denen sich diese Wassermenge befindet, mit der Regelung gar nichts zu tun haben.
Die Fig. 1, 2 und 3 der Zeichnungen zeigen eine beispielsweise Ausführungsform eines Heizgliedes gemäss der Erfindung, wo bei Fi(,: 1. einen lotreeh.ten Schnitt, Fig. 2 eine Seitenansicht der Gesamtanordnung des Heizkörpers teilweise im Schnitt, und Fig. 3 eine Draufsicht des Heizkörpers veranschau lichen;
Fig. 4 zeigt eine Einzelheit der Innen einrichtung des Heizgliedes; Fig. 5 zeigt in schematischer Darstellung eine andere Aus führungsform des Heizkörpers, und Fig. 6 eine dritte Ausführungform des Heizgliedes. ,je in einem lotrechten Schnitt.
Bei der Ausführungsform des Heizkörpers nach den Fig. 1 bis 4 ist das Heizglied mit 1 bezeichnet und dieses steht oben und unten durch die Nippelverbindungen 2 und 3 mit den Umlauf- oder Radiatorglieclern 4 in Ver bindung. Das Heizglied bildet also das eine Endglied des ganzen Heizkörpers. Das Heiz gliea 1 ist ebenso wie die Radiatorglieder 4 gänzlich mit Wasser gefüllt, und erhält ein bis in die Nähe des Bodens hinabreichendes Dampfrohrsystem, das hier aus Doppelrohren besteht, nämlich aus je einem Innenrohr 5 und einem einen im Querschnitt ringförmi gen Zwischenraum 7 freilassenden Aussen rohr 6.
Der Ringraum 7 ist unten offen und oben geschlossen und sein oberer Teil ist mit der Dampfzuleitung verbunden.
Der durch ein Rohr 8 zuströmende Dampf (vergleiche auch Fig. 4. die einen lotrechten Schnitt, senkrecht auf den in Fig. 1 darge stellten lotrechten Schnitt des Dampfein- trittsraumes zeigt) tritt in eineVerteilkammer 9 ein, aus der er durch Zweigstutzen 10 und 11 in den Ringraum 7 der Doppelrohre strömt.
Die Einströmung durch das Rohr 8 kann auch durch eine thermostatische Einrichtung ge regelt werden, die aus einem Ausdehnungs- körper 12 (Fig. 2) besteht, der seinerseits aus einer Reihe von ausdehnbaren Elemen ten zusammengesetzt ist. Der Thermostat 12 ist in einem an der Vorderseite des Heizglie- des dicht angesetzten Gehäuse 13 eingeschlos sen und an der tiefsten Stelle des Heizgliedes, d. h. so angebracht, dass er vom kältesten Um laufwasser beeinflusst wird und leicht zu gänglich ist. Der Thermostat wirkt auf das die Dampfzuströmung regelnde Ventil 14 in bekannter Weise.
Im Innern des Heizgliedes 1 ist eine Über laufeinrichtung angeordnet, die aus einem Rohr 15 besteht und mit der Kondenswasser ableitung 16 (Fig. 1 und. 3) verbunden ist.
Vor dem Anlassen wird der ganze Heiz körper mitsamt dem Rohrsystem mit Was ser gefüllt. Wird dann Dampf in das Heiz- glied 1 einströmen gelassen, so wirkt er ent gegen der im Heizglied vorhandenen Wasser säule und drückt das Wasser aus den Ring räumen 7 des Doppelrohrsystems.
Zu Beginn der Dampfeinströmung oder schon bei einem sehr kleinen Dampffüllungsgrad wird der obere Teil der Innenrohre 5 erwärmt, so dass das darin befindliche Wasser emporsteigt und kälteres von unten nachströmen muss, wodurch die Wasserzirkulation eingeleitet wird. Durch eine erstmalige Einstellung wird der Dampfeintrittsdruck durch ein RegeInngs- organ 17 (Fig. 2) so bestimmt, dass das das Innere des Doppelrohrsystems 5,
6 erfüllende Wasser gerade bis in die Nähe des untern Randes verdrängt wird. so dass kein unmittel barer Dampfeintritt in das zu erwärmende Wasser erfolgen kann. Da aber beim Anhei zen die im Dampfverteilungsnetz befind liche Luft, in das Dampfheizrohrsvstem 6 -gelangen müsste, so würde dieses dadurch mit Luft ganz oder teilweise erfüllt werden und daher dem angestrebten Zweck einer siche ren Erwärmung nicht erfüllen.
Es ist daher gemäss der vorliegenden Erfindung eine be sondere Rohrverbindung 18 zwischen dem Dampfeintrittsraum bezw. der Verteilkam- mer 9 oberhalb des durch die Überlaufrich- tung gegebenen Wasserspiegels und d?r 1ion- clenswasserahleitung 16 angeordnet.
Diese Rohrleitung stellt also eine Neben leitung vom Dampfeintrittsraum zur Kon- denswasserableitung dar, nämlich eine Lei tung, die dem Wege vom Eintrittsraum durch die Rohre 6, dem Überlaufrohr 15 zur Kon- denswasserableitung gewissermassen parallel geschaltet ist. Die obere Windung des Roh res 18 wird durch ein düsenförmiges Ein satzstück 19 gebildet, das in den obern Rand der Verteilkammer 9 ragt.
Dieser obere Raum ist bei der vorliegenden Ausführungsform durell eine Wand 20 zu einem A-förmigen Kanal ausgebildet, dessen einer Schenkel 21 mit der Dampfeinströmung 8 und dessen an- clerer Schenkel 22 mit dem untern Teil der Verteilkammer 9 in Verbindung steht, wobei das Einsatzstück 19 im Scheitel der beiden Scbenkel 21 und 22 liegt (Fig. 4). Die Ver- teilkammer 9 ist durch eine Schraubkappe 23 geschlossen.
Der das Heizglied abschliessende Deckel 24 wird mittelst eines in die Kappe 23 eingeschraubten Bolzens 25 niederge halten.
Die Öffnung 19 der Nebenleitung 18 ist entsprechend dem zur Verwendung hommen- den Maximaldampfdruck so bemessen, dass beim Anheizen die Luft leicht entweichen kann, während der Dampf nur in einer sehr geringen Menge durch die Nebenleitung strö men kann. Zweckmässig ist diese Nebenlei tung ausserhalb oder, wie in Fig. 1 darge stellt. innerhalb des Wassers zu einer Rohr schlange 26 ausgebildet, in der der Dampf auf seinem Wege durch die Nebenleitung 18 kondensiert wird.
Es kann also durch das Einströmen von Dampf in die Nebenleitung 18, nachdem durch diese die Luft verdrängt worden ist, kein Verlust entstehen, weil auch die geringe, durch die Nebenleitung 18 strö mende Dampfmenge ihre Wärme an das um gebende Heizwasser abgibt und nur Kondens wasser zur Ableitung 16 gelangen kann.
Das sich bei der Wärmeabgabe des Damp fes im Heizrohrsystem bildende Kondensat tritt in die Flüssigkeit des Heizgliedes über und bildet damit einen Teil der Zirkulations- flüssigkeit. Je tiefer das Nasser in den Dampfheizrohren abwärts gedrängt wird, de sto grösser ist die Heizfläche und umgekehrt, so dass die Heizwirkung geregelt werden kann.
Die Nebenleitung 18 zwischen Dampfein- trittsraum und Kondenswasserableitung hat auch den Zweck, ein Leersaugen des Reiz körpers bei allenfalls in der Dampfleitung sich bildendem Vakuum zu verhindern, weil ja die Mündung 19 dieser Nebenleitung durch Vermittlung der Kondenswasserableitung mit der äussern Atmosphäre in Verbindung steht, so dass also im Heizglied kein Vakuum ent stehen kann.
Ausserdem wird schon bei einem von Null fast kaum verschiedenen Druck durch die Leitung 18 ein Dampfübergang unter gleichzeitiger Kondensation zur Kon- denswasserableitung stattfinden, so dass also bereits eine Erwärmung der Füllflüssigkeit zu einem Zeitpunkt eingeleitet wird, wo we gen des sehr geringen Druckes eine Erwär mung der Füllflüssigkeit durch die Heizrohre 6, die mit der Flüssigkeit in direkter Verbin dung stehen, unmöglich wäre. Hierdurch wird auch bereits die Wasserzirkulation einge leitet, die sonst bei den Dampfheizrohren bei einem grösseren Druck eingeleitet werden müsste.
Auch das Fernhalten der Flüssigkeit wird durch die Nebenleitung 18 bei einem ganz geringen Dampfdruck und infolgedessen mit einem sehr geringen Wärmeaufwand be sorgt.
Die Regelung der Grösse der Heizfläche geschieht hier, wie bereits erwähnt, durch ein Dampfdrösselventil 17, was aber, wie eingangs hervorgehoben worden ist, nur in einer unvollkommenen Weise geschehen kann, wenn der Dampfdruck vom Kessel her un verändert bleibt.
Eine viel empfindlichere Regelung der Heizwirkung kann mit der in Fig. 5 darge stellten Einrichtung erreicht werden. Hier ist der ganze Heizkörper zur Erleichterung des Verständnisses schematisch dargestellt, wobei aber die Einrichtung im Wesen der eben geschilderten entspricht und sich von dieser lediglich durch eine besondere Ausge- staltung der Regelungsvorrichtung unter scheidet.
In dem geschlossenen, gänzlich mit \Vas- ser gefüllten Heizglied 27 ist also, ebenso wie früher, ein oben geschlossenes und unten offenes Rohr 28 angeordnet, dessen oberes Ende etwas höher liegt als der Flüssigkeits- @l>iegel im Heizglied 27. Herrscht in diesem Rohr 28 kein Überdruck, so dringt von unten her Wasser ein, und zwar bis auf die Höhe des Wassers im Heizglied 27. Ausserhalb der Wasseroberfläche im Rohr 28 ist noch ein freier Raum.
In diesem Raum mündet von oben her die Dampfzuströmung 29, und fer ner liegt in ihm die obere, mit einer Düse 30 versehene Öffnung des Rohres 31, das ab- wii.rts zu einem Kondensator 32 führt, von dem ein Rohr 33 zur Kondenswasserableitung_ 34 ausgeht. Die Teile 31, 32 und 33 bilden also die oben erwähnte Nebenleitung zwischen der Da.mpfzuströmung 29 und der Kondens- zvasserableitung 34, die mit dem Überlauf rolir 35, das hier ausserhalb des Heizgliedes <B>2</B>7 angeordnet ist, durch das Rohr 36 ver bunden ist.
Das Heizglied 27 steht mit den L mlauf- oder Radiatorgliedern 37 oben und unten in Verbindung.
Soweit entspricht der Heizkörper im We- @en dem vorhin geschilderten. Bei Anlassen der Heizung, wobei also Dampf durch (las Rohr 29 zuströmt, wird zunä,clist die in der Dampfzuleitung und im obern Teile des Rohres 28 enthaltene Luft durch das Rohr 21, den lionderisator 32 und das Rohr 33 in die mit der Aussenluft in Verbindung ste hende Kondenswasserableitung 34 entwei chen, und schliesslich wird im Rohr 28 ober- halb_ cles Wasserspiegels nur mehr Dampf vorhanden sein,
der bei Anwachsen des Druckes den Wasserspiegel im Rohr 28 herab- driiclrt, eine gewisse Wassermenge aus dem Rohr 28 verdrängt und das Abfliessen einer deich grossen Wassermenge aus (lern Über- laufrobr 35 durch das Rohr 36 zur Ableitung 31 bewirkt.
Die vom Dampf bespülte Innen- 1'läche des Rohres 28 wirkt als Heizfläche auf das das Rohr 28 umgebende Wasser des Heizgliedes 27 und das sich beim Wärme- austausch bildende Kondenswasser, das sich mit dem Rest des im Rohre 28 stehenden )Ärassers vermengt, bedingt jeweils ein Über laufen einer gleich grossen Wassermenge durch die Rohre 35 und 36 zur Ableitung 34.
Nachdem die ganze Luft durch das Rohr 31 entwichen ist. wird durch die Düse 30 ein Teil des durch das Rohr 29 zuströmenden Dampfes in das Rohr 31 gelangen, kommt aber von hier in den Oberflächenkondensator 32, der gleichfalls das ihn umgebende Was ser des Heizgliedes<B>2-7</B> envärint, so dass also auch der durch die Nebenleitung strömende Dampf zur Heizwirkung herangezogen wird und im kondensierten Zustande durch das Rohr 33 der Ableitung 34 zufliesst.
Zur Regelung der Heizwirkung -wird min in der Überlaufleitung 35, 36 ein Drossel- oder Absperrorgan eingeschaltet, und zwar vorzugsweise für obern Ende des Überlauf rohres 35, das bei der dargestellten Ausfüh rungsform in ein Gefäss 38 hineinragt, von dem das Rohr 36 abzweigt. Auf dem Ende des Überlaufrohres 35 ist zur Ermöglichung einer Feineinstellung des Abflusses ein Na delventil 39 angeordnet, mit dem das Über laufrohr 35 auch gänzlich abgesperrt wer den kann.
Wird (las Nadelventil 39 gesperrt, so dass also durch das Überlaufrohr 35 kein ZVasser abfliessen kann, so kann der in das Rohr 28 einströmende Dampf das dort be findliche MTasser auch nicht nach unten ver drängen, oben Glas zti verdrängende Was ser durch (las gesperrte Rohr 35 nicht ent weichen könnte. Wird das Nadelventil ge- öffnet, so kann der Dampf den Wasserspiegel im Rohr 28 nach i@'Tass,
aabe des durch die Ven tilöffnung gebotenen Widerstandes nieder drücken. Durch die stärkere oller schwächere rröffnung des Nadelventils 39 kann also die Heizfläche des Rohres 28 geändert werden, und zwar in viel empfindlicherer Weise, als dies durch Änderung der Dampfzuströmung möglich wäre. -weil ja die Regelung der Ab flussmenge des Z@,Tassers, also eines dichterer' Mittels als Dampf,
in viel genauerer und wirkamerer @3'eisc 'oe@clielieri kann. :11;4 dis, Regelung der @ai'rpfzuaröniun. Die Regelung der Überlaufwassermenge bietet aber auch noch andere Vorteile.
Sollte zum Beispiel aus irgend einem Grunde, sei es, dass das _ Anheizen besonders rasch vor sich geht, sei es, dass ein abgesperrt gewe sener Dampfstrang erst während des Betrie bes geöffnet wird, wobei es, also vorkommen mag, dass die Luft nicht genügend rasch durch das Rohr 31 entweichen kann; sollte also aus derartigen Gründen das Heizglied infolge der Anwesenheit von Luft im Rohre 28 nur unvollkommen wirken, was sich durch eine sehr langsame oder ungenügende Erwär mung bemerkbar macht, so braucht man nur das Regelungsventil 39 auf kurze Zeit, etwa drei bis fünf Minuten, zu schliessen.
Hier durch wird es dem aus dem Dampfluftge- miscli sich bildenden Kondensat unmöglich, eine jeweils gleich grosse Menge Wasser durch das Überlaufrohr 35 zu verdrängen und es findet ein Rückstauen des Wassers im Rohre 28 statt, wodurch schliesslich das im Rohr 28 immer höher steigende Wasser des Dampf luftgemisches durch das Rohr 31 verdrängt. Ist das schädliche Dampf@luftgemisch auf diese Weise beseitigt worden, wobei selbst verständlich der -darin enthaltene Dampf im Kondensator 32 unter Wärmeabgabe kon densiert wird, so wird das Regelungsventil 39 wieder so weit geöffnet, als es der beabsich tigten Heizwirkung entspricht, und der Heiz körper muss nunmehr in befriedigender Weise arbeiten.
Wie man sieht, wirkt das Regelungsorgan 39 bei dieser Ausführungsform auf den Über schuss der gesamten, im Heizkörper befind lichen Wassermenge ein, da es sich aber für die Regelung der Grösse der Heizfläche in den Dampfrohren nur darum handelt, die aus diesen Heizrohren zu verdrängende Wasser menge zu regeln, so kann die Regelung noch dadurch weit empfindlicher gemacht werden, dass man das Regelungsorgan tatsächlich nur an der Verbindungsstelle zwischen Dampf rohr und Wasserraum des Heizgliedes wirken lässt. Eine solche Ausführungsform des Heiz- gliedes ist in Fig. 6 schematisch dargestellt.
Auch hier ist wieder in dem mit Wasser zu füllenden Heizglied 40 ein Dampfrohr 41 eingesetzt, das von dem Eintrittsraum 42 ausgeht, in welchen die Dampfzuleitung 43 einmündet. Neben dem Wasserraum 40 ist eine Kammer 44 angeordnet, in welcher das vom untern Teil des Wasserraumes abzwei gende Überlaufrohr 45 aufsteigt, und von der unten die Kondenswasserableitung 46 aus geht.
Vom Dariipfeintrittsraum 42 führt eine Verbindungsöffnung 47 unmittelbar in die Kammer 44 und diese unmittelbare Verbin dung stellt nichts anderes dar, als die vorhin mehrfach erwähnte Nebenleitung, da auch durch sie der Dampfeintrittsraum 42 mit der Kondenswasserableitung 46 verbunden ist. Es wird also die bei Inbetriebsetzung der Hei zung in der Dampfleitung befindliche Luft durch den Dampf durch die düsenförmige Öffnung 47 in die Kammer 44 gedrängt wer den und durch die Leitung 46 ins Freie strö men.
Die an sich geringfügige Dampfmenge, die nach Verdrängung der Luft durch die Öffnung 47 in die Kammer 44 strömt, wird hier, da sie ihren Weg zwischen der Aussen wand und dem Überlaufrohr 45 nimmt, ihre Wärme nutzbringend abgeben und, bevor sie noch zur Ableitung 46 kommt, kondensiert, so dass keine Dampfverluste entstehen.
Das Regelungsorgan ist hier nun a m un tern Ende des Dampfheizrohres 41 angeord net. Dieses Dampfheizrohr besitzt unten nur eine, mit einem Drossel- oder Absperrorgan 48 versehene Öffnung, deren freier Durch gangsquerschnitt durch das ventilartige Ab sperrorgan 48, dessen Spindel 49 von einem aussen gelegenen-Handgriff 50 betätigt wird, beliebig eingestellt werden kann.
Je mehr die ser Durchgangsquerschnitt verengt wird, desto weniger Wasser kann aus dem Dampf heizrohr 41 in den Wasserraum des Heiz- gliedes 40 fliessen, desto geringer ist das Mass der durch den Dampf bewirkten Verdrän gung des Wassers aus dem Dampfheizrohr und desto kleiner ist die Heizfläche des Dampfrohres gegenüber dem es umgebenden Wasser im Heizglied und umgekehrt.
Selbst verständlich stellt sich der Wasserspiegel im Dampfheizrohr 41, dem jeweiligen Dampf- druck und dem jeweiligen Eröffnungsquer schnitt des Regelungsorganes 48 entspre chend, auf einer bestimmten Höhe ein und bleibt unverändert auf dieser Höhe, weil durch die untere Öffnung des Dampfheiz- rohres 41 soviel Wasser in den Wasserraum 40 des Heizgliedes verdrängt wird und durch das Überlaufrohr abfliesst, als durch Konden sation des Dampfes im Dampfheizrohr ge bildet wird.
Wird das Regelungsorgan 48 gänzlich gesperrt, so dass also die Verbindung des Dampfheizrohres mit dem Wasserraum des Heizgliedes 40 unterbrochen ist, so kann die durch Kondensation im Dampfheizrohr 41 zuwachsende Wassermenge nicht ver- @irängt werden; es steigt daher der Wasser spiegel im Dampfheizrohr, die Heizfläche wird immer kleiner und- wird Null, wenn das ganze Dampfheizrohr mit Wasser gefüllt ist.
Da die Regelung jetzt unmittelbar auf die Verbindung zwischen Dampfheizrohr und -Wasserraum des Heizgliedes 40 wirkt, so ist die in den bei 51 und 52 angeschlossenen Radiatorgliedern (in der Zeichnung nicht dargestellt) befindliche Wassermenge an dem. Regelungsvorgangs, gänzlich unbeteiligt, so dass die Empfindlichkeit der Regelung kla- rerweise erhöht ist.
Die Verbindungsöffnung 53 zwischen dem obern Teil des Wasserraumes des Ileiz- gliecles 40. und der Kammer 44 dient zur Ent lüftung des Wasserraumes.
In baulicher Beziehung kann das Heiz glied und seine Inneneinrichtung selbstver ständlich in mannigfaltiger Weise ausgeführt werden.
Da, die gesamte, durch die Heizwirkung entstehende Kondensatmenge durch die Kon- denswasserableitung abfliesst, ohne dass die Möglichkeit bestünde, dass Dampf als solcher entweicht, weil ja auch, wie oben gezeigt worden ist, die in die Nebenleitung einströ mende Dampfmenge jedenfalls kondensiert wird, ehe sie noch die Kondenswasserablei- tung erreicht,
so ergibt die Messung des durch die Kondenswasserableitung abfliessenden Wassers das Mass für die verbrauchte Heiz- energie. Ein solcher Heizkörper eignet sich also ganz besonders für Heizungsanlagen, deren Heizenergie verkauft oder vermietet werden soll. Ein an die Kondenswasserablei- tung angeschlossener Wassermesser wirkt nämlich unmittelbar als Heizenergiezähler, der genau angibt, was der Abnehmer an Heiz- energie verbraucht hat. Eine derartige genaue Messung der verbrauchten Energie ist bei keiner andern Heizung möglich.