DE102018006300A1

DE102018006300A1 - heater

Info

Publication number: DE102018006300A1
Application number: DE102018006300.4A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Muselmann; Peter Wickelmaier
Original assignee: Truma Geraetetechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Truma Geraetetechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2018-08-10
Filing date: 2018-08-10
Publication date: 2020-02-13
Also published as: WO2020030616A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizvorrichtung (1) zum Erhitzen eines Mediums mit einer Heizquelle (2) und einem Mediumsbehälter (3). Der Mediumsbehälter (3) weist zwei Mediumsanschlüsse (31, 32) auf, die sich entlang einer Längsachse (30) des Mediumsbehälters (3) auf unterschiedlichen Höhen befinden. Der Mediumsbehälter (3) weist zwei mediumsführende Bereiche (33, 34) zwischen den zwei Mediumsanschlüssen (31, 32) auf, die unterschiedlichen Höhen entlang der Längsachse (30) zugeordnet sind.The invention relates to a heating device (1) for heating a medium with a heating source (2) and a medium container (3). The medium container (3) has two medium connections (31, 32) which are located at different heights along a longitudinal axis (30) of the medium container (3). The medium container (3) has two medium-carrying areas (33, 34) between the two medium connections (31, 32), which are assigned different heights along the longitudinal axis (30).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung zum Erhitzen eines Mediums. Die Heizvorrichtung lässt sich - je nach Ausgestaltung - auch als Boiler oder als Teil einer Heizungs-/Heißwasser-Anlage beschreiben.The present invention relates to a heating device for heating a medium. Depending on the design, the heating device can also be described as a boiler or as part of a heating / hot water system.

Boiler erlauben es, erhitztes Wasser - z. B. für einen Duschvorgang - einem Wasserbehälter zu entnehmen. Das nachgefüllte Frischwasser hat eine deutlich geringere Temperatur. Daher wäre es für den Anwender sehr unangenehm, wenn das kalte Wasser unmittelbar nach dem heißen Wasser direkt an den Ausgang gelangen würde. Diese Problematik - eines gleichsam thermischen Kurzschlusses - bezieht sich insbesondere auf einen dynamischen Zustand, in welchem heißes Wasser entnommen und kaltes Wasser in den Wasserbehälter nachgefüllt wird.Boilers allow heated water - e.g. B. for a shower process - a water container. The refilled fresh water has a significantly lower temperature. Therefore, it would be very uncomfortable for the user if the cold water came directly to the exit immediately after the hot water. This problem - a thermal short circuit, as it were - relates in particular to a dynamic state in which hot water is removed and cold water is refilled into the water tank.

Weist der Wasserbehälter eine gewisse Höhe auf, so ist allein aufgrund der Wassersäule die Wahrscheinlichkeit für ein direktes Strömen des kalten Wassers zum Ausfluss während der Entnahme des erhitzten Wassers ausreichend gering. In dem Fall, dass nur eine geringe Höhe besteht, ist der Weg zwischen Zu- und Abfluss entsprechend verkürzt, sodass auch das Risiko steigt, dass das einströmende Kaltwasser mit dem ausströmenden Warmwasser vermischt wird.If the water tank has a certain height, the probability of a direct flow of the cold water to the outlet during the removal of the heated water is sufficiently low due to the water column alone. In the event that there is only a small height, the distance between the inflow and outflow is shortened accordingly, so that the risk increases that the incoming cold water is mixed with the outflowing hot water.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einer Heizvorrichtung das Risiko zu reduzieren, dass kaltes Frischwasser während einer laufenden Entnahme von erhitztem Wasser direkt an den Wasserausgang gelangt.The object of the invention is to reduce the risk in a heating device that cold fresh water gets directly to the water outlet during a continuous removal of heated water.

Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Heizvorrichtung zum Erhitzen eines Mediums, wobei die Heizvorrichtung eine Heizquelle und einen Mediumsbehälter aufweist. Der Mediumsbehälter weist mindestens zwei Mediumsanschlüsse auf, wobei die zwei Mediumsanschlüsse sich entlang einer Längsachse des Mediumsbehälters auf unterschiedlichen Höhen befinden. Der Mediumsbehälter weist mindestens zwei mediumsführende Bereiche zwischen den zwei Mediumsanschlüssen auf, wobei die zwei mediumsführenden Bereiche unterschiedlichen Höhen entlang der Längsachse zugeordnet sind.The invention solves the problem by a heating device for heating a medium, the heating device having a heating source and a medium container. The medium container has at least two medium connections, the two medium connections being located at different heights along a longitudinal axis of the medium container. The medium container has at least two medium-carrying areas between the two medium connections, the two medium-carrying areas being assigned different heights along the longitudinal axis.

Die erfindungsgemäße Heizvorrichtung verfügt über eine Heizquelle, welche die thermische Energie erzeugt, und über einen Mediumsbehälter, in dem sich das zu erhitzende Medium befindet. Vorzugsweise überträgt die Heizquelle die Wärme über den Mediumsbehälter auf das Medium. Der Mediumsbehälter verfügt über zwei Mediumsanschlüsse, die vorzugsweise dem Zufluss bzw. Abfluss des Mediums dienen. Beide Mediumsanschlüsse befinden sich entlang einer Längsachse auf unterschiedlichen Höhen. In einer Ausgestaltung befindet sich der als Zulauf dienende Mediumsanschluss entlang der Erdanziehung tiefer als der Mediumsanschluss, der als Ablauf fungiert. Zwischen diesen beiden Anschlüssen befinden sich mindestens zwei mediumsführende Bereiche, die unterschiedlichen Höhen zugeordnet sind. Die Zuordnung ergibt sich beispielsweise über eine jeweilige Unterkante der Bereiche oder über einen Schwerpunkt des jeweiligen Bereichs usw. Da sich die Anschlüsse und die Bereiche auf unterschiedlichen Höhen befinden, liegen somit die Bereiche hintereinander zwischen den Anschlüssen, sodass sich auch das Medium von dem einen Anschluss über die mindestens zwei Bereiche zu dem anderen Anschluss bewegt. Somit wird verhindert, dass das Medium direkt vom einen zum anderen Anschluss strömen kann.The heating device according to the invention has a heating source which generates the thermal energy and a medium container in which the medium to be heated is located. The heat source preferably transfers the heat to the medium via the medium container. The medium container has two medium connections, which are preferably used for the inflow or outflow of the medium. Both medium connections are at different heights along a longitudinal axis. In one embodiment, the medium connection serving as the inlet is located along the earth's gravity lower than the medium connection, which functions as the outlet. Between these two connections there are at least two medium-carrying areas that are assigned different heights. The assignment results, for example, over a respective lower edge of the areas or over a center of gravity of the respective area, etc. Since the connections and the areas are at different heights, the areas lie one after the other between the connections, so that the medium is also from the one connection moved across the at least two areas to the other port. This prevents the medium from flowing directly from one connection to the other.

Der Mediumsbehälter bewirkt, dass die Temperatur des entnommenen Wassers über einen langen Zeitraum konstant bleibt. Es werden somit die Einbrüche in der Temperatur verhindert, wie sie im Stand der Technik auftreten, wenn das kalte Frischwasser direkt an den Ausgang gelangt.The medium tank ensures that the temperature of the extracted water remains constant over a long period of time. This prevents the temperature drops as they occur in the prior art when the cold fresh water reaches the exit directly.

Weiterhin wird es ermöglicht, dass bei einer Teil-Entnahme des Mediums ein Aufheizen stattfindet, ohne dass es zu einer übermäßigen lokalen Erhitzung kommt.Furthermore, it is possible for a partial removal of the medium to heat up without excessive local heating.

Die Heizquelle befindet sich vorzugsweise außerhalb des Volumens, das vollständig von dem Mediumsbehälter umschlossen wird.The heat source is preferably outside the volume that is completely enclosed by the medium container.

Eine Ausgestaltung besteht darin, dass der Mediumsbehälter mindestens eine Trennwand zwischen den zwei mediumsführenden Bereichen aufweist. Die Trennwand definiert eine Trennung zwischen den Bereichen und verhindert ein ungewolltes Übergehen des Mediums zwischen den insbesondere benachbarten Bereichen.One embodiment is that the medium container has at least one partition between the two medium-carrying areas. The dividing wall defines a separation between the areas and prevents an unintentional transfer of the medium between the particularly adjacent areas.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Mediumsbehälter mehrere Trennwände aufweist, die zwischen mehreren mediumsführenden Bereichen angeordnet sind. In dieser Ausgestaltung sind mehr als zwei mediumsführende Bereiche vorgesehen, die durch mehreren Trennwände voneinander getrennt sind. Umgekehrt werden durch die Trennwände auch die Bereiche in Bezug auf ihre Geometrie oder ihre Erstreckung definiert.One embodiment provides that the medium container has a plurality of partitions, which are arranged between a plurality of medium-carrying areas. In this embodiment, more than two medium-carrying areas are provided, which are separated from one another by a plurality of partition walls. Conversely, the partition walls also define the areas in terms of their geometry or their extent.

Eine Ausgestaltung besteht darin, dass die Trennwände so ausgestaltet und so in dem Mediumsbehälter angeordnet sind, dass sich ein mäandrierender Verlauf für das Medium ergibt. Das Medium strömt somit entlang der Bereiche von einer zu einer anderen Seitenwand des Behälter hin und her. Daher stellt sich auch ein entsprechend langer Pfad ein, über den das Medium verteilt wird.One embodiment consists of the partition walls being designed and arranged in the medium container in such a way that the medium has a meandering course. The medium thus flows back and forth along the areas from one side wall to another of the container. Therefore, there is also a correspondingly long path over which the medium is distributed.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass mindestens eine Trennwand mit einer Stirnseite von einer Seitenwand des Mediumsbehälters ausgeht und mit einer freien Stirnseite einer der Seitenwand gegenüberliegenden anderen Seitenwand zugewandt ist, und dass die Trennwand eine solche Länge aufweist, dass zwischen der freien Stirnseite und der anderen Seitenwand eine Mediumspassage gegeben ist. In dieser Ausgestaltung sind zwei Bereiche durch eine Trennwand voneinander getrennt. Der Übergang des Mediums vom einen zum anderen Bereich erfolgt über eine Mediumspassage (alternative Bezeichnung: Aussparung), durch die das Medium strömen kann. In einer Ausgestaltung trennt dabei die Trennwand die zwei benachbarten mediumsführenden Bereiche - bis auf die Mediumspassage - voneinander. In dieser Ausgestaltung ist die Trennwand somit kürzer als der Abstand zwischen zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden des Mediumsbehälters, weshalb das Medium durch die sozusagen verbleibende Lücke, die damit auch die benachbarten Bereiche miteinander verbindet, strömen kann. One embodiment provides that at least one partition has an end from a side wall of the medium container and has a free end facing another side wall opposite the side wall, and that the partition has a length such that between the free end and the other side wall a medium passage is given. In this embodiment, two areas are separated from one another by a partition. The transition of the medium from one area to the other takes place via a medium passage (alternative name: recess) through which the medium can flow. In one embodiment, the dividing wall separates the two adjacent areas carrying the medium - apart from the medium passage. In this embodiment, the partition is thus shorter than the distance between two opposite side walls of the medium container, which is why the medium can flow through the remaining gap, so to speak, which thus also connects the adjacent areas with one another.

Eine Ausgestaltung besteht darin, dass mehrere Trennwände vorhanden sind, und dass die Trennwände abwechselnd mit ihren Stirnseiten von unterschiedlichen Seitenwänden ausgehen. In dieser Ausgestaltung ergeben sich Mediumspassagen, die sich jeweils gegenüberliegen. Damit lässt sich beispielsweise auch die Mäanderstruktur realisieren. Über die einzelnen Mediumspassagen steigt das Medium entlang der Längsachse über die einzelnen Bereiche hinweg.One embodiment consists in the fact that there are several partition walls and that the end walls alternate with their end faces from different side walls. In this embodiment, there are medium passages that are opposite each other. The meandering structure can also be realized in this way, for example. The medium rises along the longitudinal axis over the individual areas over the individual medium passages.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass durch mindestens einen Mediumsanschluss eine Strömungsrichtung des Mediums innerhalb der mediumsführenden Bereiche gegeben ist. Durch die Ausprägung und/oder z. B. durch die Orientierung mindestens eines Mediumsanschlusses (z. B. des Zuflusses und/oder des Abflusses) ergibt sich eine Strömungsrichtung, der entlang das Medium zumindest den dem betroffenen Mediumsanschluss nachgelagerten (bei dem als Zufluss dienenden Mediumsanschluss) oder vorgelagerten (bei dem als Abfluss dienenden Mediumsanschluss) Bereich durchströmt.One embodiment provides that a flow direction of the medium within the medium-carrying areas is given by at least one medium connection. By the expression and / or z. B. by the orientation of at least one medium connection (e.g. the inflow and / or the outflow), a flow direction results that along the medium at least the one downstream of the medium connection concerned (in the case of the medium connection serving as the inflow) or upstream (in the case of the Flow-serving medium connection) area flows.

In einer Ausgestaltung erfolgt der Zufluss des Mediums derart in Richtung der Bodenfläche des Mediumsbehälters, dass eine gleichmäßige Verteilung des Mediums auf der Bodenfläche stattfindet. Der Zufluss liegt somit beispielsweise höher als der Abschnitt, in den das Medium beim Austreten aus dem Zufluss gelenkt wird.In one embodiment, the inflow of the medium takes place in the direction of the bottom surface of the medium container in such a way that the medium is uniformly distributed on the bottom surface. The inflow is thus, for example, higher than the section into which the medium is directed when it exits the inflow.

Eine Ausgestaltung besteht darin, dass ein Querschnitt der mediumsführenden Bereiche senkrecht zu der Strömungsrichtung des Mediums kleiner ist als eine von dem Medium in Strömungsrichtung durchflossene Fläche der mediumsführenden Bereiche. Das Medium durchströmt somit nur einen kleinen Querschnitt, der insbesondere klein ist gegenüber dem Weg, den das Medium in den jeweiligen Bereichen entlangströmt. Hierdurch soll bei einem vollständig durchwärmten Mischbehälter sichergestellt werden, dass bei einer Durchströmung des Mischbehälters mit kaltem - also über den Zufluss zugeführten - Medium maximal eine reduzierte Rückdurchmischung des Mediums stattfindet. Es soll also sichergestellt werden, dass das kalte Wasser hauptsächlich in eine Richtung - vorzugsweise fort von dem als Zufluss dienenden Mediumsanschluss - bewegt wird.One configuration consists in that a cross section of the medium-carrying areas perpendicular to the direction of flow of the medium is smaller than an area of the medium-carrying areas through which the medium flows. The medium thus flows through only a small cross section, which is particularly small compared to the path that the medium flows in the respective areas. In the case of a completely warmed-up mixing container, this is to ensure that when the medium flows through the mixing container with cold medium, that is to say via the inflow, there is at most a reduced back-mixing of the medium. It should therefore be ensured that the cold water is mainly moved in one direction - preferably away from the medium connection serving as an inflow.

In einer Ausgestaltung ist die Trennwand oder sind die Trennwände als plane Trennwände ausgestaltet. In einer alternativen Ausgestaltung haben die Trennwände eine gewellte Form.In one configuration, the partition wall or the partition walls are designed as flat partition walls. In an alternative embodiment, the partitions have a corrugated shape.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass mindestens eine Trennwand im Wesentlichen parallel zu einer Bodenfläche des Mediumsbehälters verläuft. In einer Ausgestaltung verläuft die Strömungsrichtung ebenfalls parallel zum Mediumsbehälter. In einer weiteren Ausgestaltung sind die Trennwände parallel zueinander angeordnet. In einer alternativen Ausgestaltung sind die Trennwände parallel zueinander, aber geneigt zu einer Bodenfläche angeordnet.One embodiment provides that at least one partition runs essentially parallel to a bottom surface of the medium container. In one embodiment, the flow direction also runs parallel to the medium container. In a further embodiment, the partitions are arranged parallel to one another. In an alternative embodiment, the partitions are arranged parallel to one another, but inclined to a floor surface.

Eine Ausgestaltung besteht darin, dass mindestens eine Trennwand Aussparungen aufweist. Die Aussparungen - z. B. durchgehende Löcher oder anderweitig ausgestaltete Öffnungen - erlauben beispielsweise das Zirkulieren des Mediums zwischen den benachbarten und durch die Trennwand voneinander getrennten mediumsführenden Bereichen. Dies bezieht sich auf den statischen Zustand, in welchem das Medium nicht oder nur unterhalb eines entsprechend geringen Strömungsvolumens den Mediumsbehälter durchströmt. Dieser statische Zustand ist beispielsweise gegeben, wenn ein reines Aufheizen stattfindet. Somit wird in diesem statischen Zustand eine Durchmischung bzw. eine Konvektion des Mediums zwischen den einzelnen Bereichen ermöglicht. Im dynamischen Zustand findet keine Durchmischung statt, da die Aussparungen hinreichend klein sind, sodass durch die Entnahme des erwärmten Mediums bzw. das Nachfüllen des kalten Mediums die Strömung entlang der Strömungsrichtung hinreichend dominant ist.One embodiment consists in that at least one partition has cutouts. The recesses - e.g. B. through holes or other openings - allow, for example, the circulation of the medium between the adjacent and separated by the partition medium-carrying areas. This relates to the static state in which the medium does not flow through the medium container or only flows through it below a correspondingly small flow volume. This static state is given, for example, when pure heating takes place. In this static state, mixing or convection of the medium between the individual areas is thus made possible. In the dynamic state, there is no mixing, since the recesses are sufficiently small that the flow along the flow direction is sufficiently dominant due to the removal of the heated medium or the refilling of the cold medium.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass mindestens eine Trennwand zumindest teilweise aus einem wärmeleitenden Material besteht. In dieser Ausgestaltung findet - z. B. während der statischen Aufheizphase - eine Übertragung der Wärme zwischen den Bereichen statt, sodass auch eine gleichmäßige Erwärmung durch eine Durchmischung stattfinden kann. In einer Ausgestaltung ist dabei die Wärmeleitfähigkeit so bemessen, dass bei einer dynamischen Entnahme bzw. einer Befüllung mit einem kalten Medium eine nur geringe Rück-Durchmischung stattfinden kann. In einer Ausgestaltung besteht zumindest eine Trennwand vollständig aus einem wärmeleitfähigen Material. Die thermische Leitfähigkeit erlaubt einen Temperaturausgleich vor allem in einem Aufheizbetrieb.One embodiment provides that at least one partition consists at least partially of a heat-conducting material. In this embodiment - B. during the static heating phase - a transfer of heat between the areas takes place, so that even heating by mixing can take place. In one embodiment, the thermal conductivity is dimensioned such that a dynamic Removal or filling with a cold medium only a slight back-mixing can take place. In one embodiment, at least one partition consists entirely of a thermally conductive material. The thermal conductivity allows temperature compensation, especially in heating mode.

Alternativ oder ergänzend besteht die Trennwand zumindest teilweise aus einem thermisch isolierenden oder thermisch nur gering leitfähigen Material. Mit der thermischen Isolierung wird der Wärmeausgleich auf die Konvektion reduziert.Alternatively or additionally, the partition consists at least partially of a thermally insulating or thermally only slightly conductive material. With thermal insulation, the heat balance is reduced to convection.

In einer Ausgestaltung sind alle oder mehrere Trennwände in Bezug auf die Materialen wie die vorgenannte Trennwand ausgestaltet.In one embodiment, all or more partition walls are configured with respect to the materials as the aforementioned partition wall.

In einer Ausgestaltung befindet sich mindestens ein Wärmeleitelement in dem Mediumsbehälter. Das Wärmeleitelement sorgt dabei für das gleichmäßige Einbringen der Wärme in das Medium. Gemäß einer Ausgestaltung sind mindestens zwei Trennwände über mindestens ein Wärmeleitelement thermisch miteinander gekoppelt. Diese Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, wenn die Trennwände auch thermisch leitfähige Bereiche aufweisen, die über das Wärmeleitelement miteinander gekoppelt sind.In one embodiment, there is at least one heat-conducting element in the medium container. The heat-conducting element ensures that the heat is evenly introduced into the medium. According to one embodiment, at least two partition walls are thermally coupled to one another via at least one heat-conducting element. This configuration is particularly advantageous if the partitions also have thermally conductive areas which are coupled to one another via the heat-conducting element.

Gemäß einer Ausgestaltung ist in mindestens einem mediumsführenden Bereich mindestens eine Leitungsvorrichtung angeordnet. Die Leitungsvorrichtung leitet das Medium durch den zugeordneten mediumsführenden Bereich. Die Leitungsvorrichtung besteht beispielsweise aus mehreren Blechen oder sonstigen Wandstrukturen, die Bahnen für das Medium definieren. Die Leitungsvorrichtung kann somit in einer Ausgestaltung in gleicher oder ähnlicher Weise wie die mindestens eine Trennwand ausgeführt sein, z. B. in Bezug auf das Material. Über die Leitungsvorrichtung wird das Medium in einem Bereich geführt. Da sich der betroffene Bereich über eine Höhe entlang der Längsachse erstreckt, ergibt sich durch die Leitungsvorrichtung eine Bewegungsbahn für das Medium in der Ebene auf der zugeordneten Höhe und damit senkrecht zur Längsachse. Die Leitungsvorrichtung verlängert insgesamt auch den Pfad des Mediums in dem Bereich und dadurch in dem Mediumsbehälter.According to one embodiment, at least one line device is arranged in at least one medium-carrying area. The line device conducts the medium through the assigned medium-carrying area. The line device consists, for example, of several sheets or other wall structures that define paths for the medium. The line device can thus be designed in an embodiment in the same or similar manner as the at least one partition, z. B. in terms of material. The medium is guided in one area via the line device. Since the affected area extends over a height along the longitudinal axis, the line device results in a movement path for the medium in the plane at the assigned height and thus perpendicular to the longitudinal axis. Overall, the conduit device also extends the path of the medium in the area and thereby in the medium container.

Eine Ausgestaltung besteht darin, dass der Mediumsbehälter eine im Wesentlichen würfelförmige oder quader-förmige Außenkontur aufweist. Die Trennwand oder die Trennwände haben dabei eine entsprechende Form, die ein Einpassen in den Mediumsbehälter erlaubt.One embodiment is that the medium container has an essentially cube-shaped or cuboid-shaped outer contour. The partition or the partitions have a corresponding shape that allows a fit in the medium container.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Heizquelle thermisch mit einer Bodenfläche des Mediumsbehälters verbunden ist. In dieser Ausgestaltung wird über die Bodenfläche die unterste Lage des Mediumsbehälters definiert, sodass alle anderen Bereiche und vorzugsweise auch die Mediumsanschlüsse sich weiter oberhalb entlang der Längsachse befinden. Die Längsachse steht dabei in einer Ausgestaltung senkrecht auf der Bodenfläche und geht von der Bodenfläche aus. Die Längsachse ist somit in einer Ausgestaltung die Normale der Fläche, die den Boden des Mediumsbehälters bildet. Das Medium wird vor allem in einer Ausgestaltung in einem tieferen Bereich in den Mediumsbehälter eingebracht.One embodiment provides that the heating source is thermally connected to a bottom surface of the medium container. In this embodiment, the bottom layer of the medium container is defined via the bottom surface, so that all other areas and preferably also the medium connections are located further up along the longitudinal axis. In one embodiment, the longitudinal axis is perpendicular to the floor surface and starts from the floor surface. In one embodiment, the longitudinal axis is thus the normal of the surface that forms the bottom of the medium container. In one embodiment, the medium is introduced into the medium container in a lower area.

Eine Ausgestaltung besteht darin, dass die Heizquelle auf der Verbrennung von Gas und/oder Diesel und/oder auf der Verwendung von elektrischem Strom basiert.One embodiment is that the heating source is based on the combustion of gas and / or diesel and / or on the use of electric current.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass es sich bei dem Medium um Wasser oder Glykol handelt.One embodiment provides that the medium is water or glycol.

In einer Ausgestaltung ist die Heizvorrichtung ein Teil einer Heizanordnung, die ergänzend der Erzeugung von warmer Luft dient.In one embodiment, the heating device is part of a heating arrangement which additionally serves to generate warm air.

Gemäß einer Ausgestaltung ist die Heizvorrichtung einbaubar in einen Wohnwagen und/oder ein einem Wohnmobil.According to one embodiment, the heating device can be installed in a caravan and / or a mobile home.

Gemäß einer weiteren Lehre bezieht sich die Erfindung nur auf einen Mediumsbehälter, der gemäß einer der vorangehenden und/oder folgenden Ausgestaltungen ausgeführt ist.According to a further teaching, the invention only relates to a medium container which is designed according to one of the preceding and / or following configurations.

Im Einzelnen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Heizvorrichtung auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die folgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigen:

1 einen Schnitt durch eine schematische Darstellung einer Heizvorrichtung gemäß einer ersten Ausführung,
2 eine Schicht senkrecht zum Schnitt der 1,
3 einen Schnitt durch eine Heizvorrichtung gemäß einer zweiten Ausgestaltung und
4 drei Schnitte durch eine Heizvorrichtung gemäß einer dritten Ausgestaltung.

In particular, there are a large number of possibilities for designing and developing the heating device according to the invention. For this purpose, reference is made on the one hand to the claims subordinate to claim 1, and on the other hand to the following description of exemplary embodiments in conjunction with the drawing. Show it:

1 3 shows a section through a schematic illustration of a heating device according to a first embodiment,
2 one layer perpendicular to the cut of the 1 .
3 a section through a heating device according to a second embodiment and
4 three sections through a heating device according to a third embodiment.

Die 1 zeigt schematisch den Aufbau einer Heizvorrichtung 1 mit einer Heizquelle 2 und einem Mediumsbehälter 3. Von der Heizquelle 2 ist hier nur ein Brenner dargestellt, der sich unterhalb des im Wesentlichen rechteckigen Mediumsbehälters 3 befindet. Das zu erwärmende - und hier nicht dargestellte - Medium ist beispielsweise Wasser.The 1 shows schematically the structure of a heating device 1 with a heat source 2 and a medium container 3 , From the heat source 2 only one burner is shown here, which is located below the essentially rectangular medium container 3 located. The medium to be heated - and not shown here - is, for example, water.

Der Mediumsbehälter 3 verfügt über zwei Mediumsanschlüsse 31, 32, die sich entlang einer Längsachse 30 auf unterschiedlichen Höhen befinden. Dabei liegt hier der als Zufluss dienende Mediumsanschluss 31 tiefer als der Mediumsanschluss 32, der als Abfluss dient. Somit gelangt kaltes Medium an der tiefen Stelle in den Mediumsbehälter 3, wird dort von der Heizquelle 2 erwärmt und wandert nach oben in Richtung des Abflusses 32. The medium container 3 has two media connections 31 . 32 that extend along a longitudinal axis 30 are at different heights. The medium connection serving as inflow is located here 31 deeper than the medium connection 32 that serves as a drain. Cold medium thus gets into the medium container at the deep point 3 , is there from the heat source 2 warms and migrates upward towards the drain 32 ,

Das Medium passiert dabei mehrere Bereiche, die hier im Wesentlichen Schichten gleichen, die übereinanderliegen und die jeweils durch Trennwände 4 voneinander getrennt sind. Die Trennwände 4 sind jeweils über eine Stirnseite 40 mit einer der zwei Seitenwände 39, 38 des Mediumsbehälters 3 verbunden und bilden mit ihrer freien Stirnseite 41 jeweils eine Mediumspassage 5 mit der gegenüberliegenden Seitenwand 38, 39.The medium passes through several areas, which here essentially resemble layers that lie on top of each other and each through partitions 4 are separated from each other. The partitions 4 are each on one end 40 with one of the two side walls 39 . 38 of the medium container 3 connected and form with their free end face 41 one medium passage each 5 with the opposite side wall 38 . 39 ,

Die mediumsführenden Bereiche im Mediumsbehälter 3 können somit auch als Verlaufsschichten für das Medium bezeichnet werden, die sich aus dem Innenvolumen des Mediusmbehälters 3 durch das Einfügen von mindestens einer Trennwand 4 ergeben. Wie den Abbildungen zu entnehmen, sind Breite und Höhe (also die vom Medium direkt angeströmte Fläche) der Bereiche deutlich kleiner als die Erstreckung der mediumsführenden Bereiche in die Tiefe (und damit in der Richtung, in welcher sich das Medium insbesondere beim Befüllvorgang ausbreitet).The medium-carrying areas in the medium tank 3 can therefore also be referred to as leveling layers for the medium, which result from the inner volume of the medium container 3 by inserting at least one partition 4 result. As can be seen in the figures, the width and height (i.e. the area directly flown by the medium) of the areas are significantly smaller than the extent of the areas in contact with the medium (and thus in the direction in which the medium spreads, particularly during the filling process).

Betrachtet seien die beiden unteren mediumsführenden Bereiche 33, 34, die hier ebenfalls als parallel zueinander angeordnete Schichten ausgestaltet sind. Das Medium durchströmt in der Strömungsrichtung 6 den untersten Bereich 33, der durch die Bodenfläche 35 des Mediumsbehälters 3 und die hier unterste Trennwand 4 umschlossen wird. An der Seitenwand 39 strömt das Medium über die Mediumspassage 5 in den nächst höheren Bereich 34. Dort strömt das Medium parallel zu der Strömungsrichtung 6, jedoch in entgegengesetzter Richtung. Bei der nächsten Mediumspassage 5, an der Seitenwand 38 strömt das Medium in den weiter höher liegenden Bereich und dort wieder in Strömungsrichtung 6. Das Medium folgt somit dem mäandernden Verlauf, der sich durch die Ausgestaltung und Anordnung der Trennwände 4 ergibt.The two lower medium-carrying areas are considered 33 . 34 , which are also configured here as layers arranged parallel to one another. The medium flows in the direction of flow 6 the lowest area 33 by the floor area 35 of the medium container 3 and the bottom partition here 4 is enclosed. On the side wall 39 the medium flows over the medium passage 5 in the next higher area 34 , There the medium flows parallel to the direction of flow 6 , but in the opposite direction. At the next medium passage 5 , on the side wall 38 the medium flows into the higher area and there again in the direction of flow 6 , The medium thus follows the meandering course, which is characterized by the design and arrangement of the partitions 4 results.

Im statischen Zustand ist keine Strömung des Mediums gegeben. Daher kann das Medium auch durch die Aussparungen 45 (hier durch die Doppelpfeile angedeutet) strömen, die sich in der dargestellten Ausgestaltung als durchgehende Löcher in den Trennwänden 4 befinden. Im dynamischen Zustand mit strömendem Medium ist dieser Mediumsaustausch vernachlässigbar, weil die Aussparungen nur einen geringen Durchmesser aufweisen und damit das Strömen entlang der Strömungsrichtung 6 dominant ist.In the static state there is no flow of the medium. Therefore, the medium can also pass through the cutouts 45 (indicated here by the double arrows) flow, which in the embodiment shown are through holes in the partition walls 4 are located. In the dynamic state with flowing medium, this medium exchange is negligible because the recesses have only a small diameter and thus the flow along the direction of flow 6 is dominant.

Um im statischen Zustand, bei dem nur der Brenner 2 auf das Medium einwirkt und insbesondere kein kaltes Medium nachgefüllt wird, die Durchmischung zu verbessern, bestehen die Trennwände 4 weiterhin zumindest teilweise aus einem wärmeleitfähigen Material.To be in the static state where only the burner 2 acts on the medium and in particular no cold medium is refilled to improve the mixing, the partitions exist 4 still at least partially made of a thermally conductive material.

Durch den mäanderförmigen Verlauf wird die Passage des Mediums durch den Behälter 3 verlängert und wird eine direkte Verbindung zwischen Zu- und Ablauf verunmöglicht. Weiterhin ist es so beispielsweise auch möglich, dass sich die beiden Mediumsanschlüsse 31, 32 auf einer gemeinsamen Seite befinden.The passage of the medium through the container is due to the meandering course 3 lengthened and a direct connection between inlet and outlet is made impossible. Furthermore, it is also possible, for example, for the two medium connections to be 31 . 32 are on a common page.

In der 2 ist dargestellt, wie eine Mediumspassage 5 gebildet wird.In the 2 is shown as a medium passage 5 is formed.

Der Mediumsbehälter 3 hat hier einen rechteckigen Grundquerschnitt. Die Trennwände 4 haben die passende Grundfläche, verfügen jedoch über eine geringere Länge. Zu erkennen ist, wie die Trennwand 4 mit einer Stirnseite 40 an einer Seitenwand 38 befestigt ist und sich hin zu der gegenüberliegenden Seitenwand 39 erstreckt. Die freie Stirnseite 41 endet vor der Seitenwand 39, so dass die Mediumspassage 5 als freier Raum verbleibt. Angedeutet ist hier die Vielzahl der Aussparungen 45, die so klein oder speziell ausgebildet sind, dass im dynamischen Zustand ein Hindurchtreten des Mediums zu vernachlässigen ist und dass im statischen Zustand - z. B. des Aufheizens - eine Durchmischung befördert wird.The medium container 3 has a rectangular cross-section here. The partitions 4 have the appropriate footprint, but have a shorter length. You can see how the partition 4 with one face 40 on a side wall 38 is attached and towards the opposite side wall 39 extends. The free face 41 ends in front of the side wall 39 so that the medium passage 5 remains as free space. The number of recesses is indicated here 45 , which are so small or specially designed that in the dynamic state the passage of the medium is negligible and that in the static state - e.g. B. the heating - mixing is promoted.

Zu erkennen ist somit, dass das Innenvolumen eines - hier rechteckigen - Behälters durch die Trennwände 4 so in einzelne Bereiche 33, 34 aufweist, sodass sich eine langgezogene Bahn für das Medium ergibt. Hierdurch wird verhindert, dass es zu dem angesprochenen Kurzschluss des Mediums kommt, da die einzelnen Bereiche nacheinander durchströmt werden müssen. Das kalte Wasser kann somit erst nach Passieren aller Bereiche den Behälter verlassen. Umgekehrt wird dadurch das warme Wasser durch das kalte Wasser nach vorne geschoben.It can thus be seen that the internal volume of a - here rectangular - container through the partitions 4 so in individual areas 33 . 34 has, so that there is an elongated path for the medium. This prevents the medium from being short-circuited, since the individual areas must be flowed through one after the other. The cold water can therefore only leave the tank after passing through all areas. Conversely, the warm water is pushed forward by the cold water.

Der Mediumsbehälter 3 umschließt insgesamt ein geschlossenes Volumen, das das Medium aufnimmt und das durch die Trennwände 4 in die einzelnen Bereich unterteilt wird.The medium container 3 overall encloses a closed volume that receives the medium and that through the partition walls 4 is divided into the individual areas.

Der Mediumsbehälter 3 der Variante der 3 unterscheidet sich von der Variante der 1 dadurch, dass Wärmeleitelemente 7 vorhanden sind. Diese thermisch leitfähigen Komponenten 7 sorgen dafür, dass die Wärme gleichmäßig im Innenvolumen verteilt wird. Hier stellen die Wärmeleitelemente 7 auch eine thermische Verbindung zwischen den thermisch leitfähigen Trennwänden 4 her, sodass eine noch bessere Verteilung stattfindet.The medium container 3 the variant of 3 differs from the variant of 1 in that heat conducting elements 7 available. These thermally conductive components 7 ensure that the heat is evenly distributed in the interior volume. Here are the heat-conducting elements 7 also a thermal connection between the thermally conductive partition walls 4 so that an even better distribution takes place.

In der 4 ist eine weitere Variante des Mediumsbehälters 3 dargestellt.In the 4 is another variant of the medium container 3 shown.

In der Seitenansicht der 4 a) ist zu erkennen, dass das Innenvolumen des Mediumsbehälters 3 durch genau eine Trennwand 4 in zwei benachbarte und oberhalb voneinander angeordnete mediumsführende Bereiche 33, 34 unterteilt wird. Die - in dem Beispiel dargestellte - Trennwand 4 verfügt über die - hier mit Doppelpfeilen angedeuteten - Aussparungen 45, die in der Heizphase den Wärmeaustausch zwischen den Bereichen erlauben. Weiterhin befindet sich in der Trennwand 4 eine Mediumspassage 5, die hier durch die Trennwand 4 selbst und nicht teilweise durch eine Seitenwand des Mediumsbehälters 3 gebildet wird (vgl. die vorangehenden Ausgestaltungen).In the side view of the 4 a) it can be seen that the internal volume of the medium container 3 through exactly one partition 4 in two adjacent and above each other medium-carrying areas 33 . 34 is divided. The partition shown in the example 4 has the recesses - indicated here with double arrows 45 that allow heat exchange between the areas during the heating phase. It is also located in the partition 4 a medium passage 5 that here through the partition 4 itself and not partially through a side wall of the medium container 3 is formed (cf. the previous embodiments).

Die 4 b) zeigt die untere Schicht 33. Dabei ist durch die breiten Pfeile angedeutet, in welche Richtung das Medium ausgehend vom - hier nicht dargestellten - Zufluss strömt. In dem unteren Bereich 33 ist eine Leitungsvorrichtung 8 vorhanden, die einen schneckenhausförmigen Verlauf hat, sodass das Medium zu der Mediumspassage 5 geleitet wird. Dabei umschließen sich in dieser mediumsführenden Schicht 34 die einzelnen Teilabschnitte des Pfads des Mediums teilweise. Hier umfassen insbesondere die Teilabschnitte mit kälterem Medium die Teilabschnitte mit bereits länger erwärmtem Medium.The 4 b) shows the bottom layer 33 , The broad arrows indicate the direction in which the medium flows from the inflow - not shown here. In the lower area 33 is a line device 8th present, which has a snail-shaped course, so that the medium to the medium passage 5 is directed. Thereby enclose themselves in this medium-bearing layer 34 the individual sections of the path of the medium partially. Here, in particular, the partial sections with colder medium comprise the partial sections with medium which has been heated for a relatively long time.

In der nächst höheren Schicht 34 (siehe 4 c)) ist ebenfalls eine Leitungsvorrichtung 8 vorhanden, die in der gezeigten beispielhaften Ausgestaltung die gleiche Form wie die Leitungsvorrichtung 8 der tieferen Schicht 33 aufweist. Daher handelt es sich in einer Ausgestaltung um eine gesamte Leitungsvorrichtung 8, die sich durchgehend über beide mediumsführende Bereiche 33, 34 erstreckt.In the next higher layer 34 (please refer 4 c) ) is also a line device 8th available, the same shape as the line device in the exemplary embodiment shown 8th the deeper layer 33 having. Therefore, in one embodiment, it is an entire line device 8th that consistently cover both medium-carrying areas 33 . 34 extends.

In der höheren Schicht 34 tritt das Medium über die Mediumspassage 5 aus und strömt entgegen der Richtung in der tieferen Schicht 33. Dies ist auch hier durch die Pfeile angedeutet. Wie zu erkennen, ist es durch die Leitungsvorrichtungen 8 möglich, dass Zufluss und Abfluss des Mediums auf der gleichen Seite des Mediumsbehälters 3 und sogar direkt übereinander stattfinden.In the higher layer 34 the medium passes over the medium passage 5 and flows against the direction in the deeper layer 33 , This is also indicated by the arrows here. As can be seen, it is through the conduit devices 8th possible that the inflow and outflow of the medium on the same side of the medium container 3 and even take place directly one above the other.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Heizvorrichtungheater
22: Heizquelleheating source
33: Mediumsbehältermedium tank
44: Trennwandpartition wall
55: Mediumspassagemedium passage
66: Strömungsrichtungflow direction
77: Wärmeleitelementthermally conductive element
88th: Leitungsvorrichtungconducting device
3030: Längsachselongitudinal axis
3131: Als Zufluss dienender MediumsanschlussMedium connection serving as inflow
3232: Als Abfluss dienender MediumsanschlussMedium connection serving as drain
3333: mediumsführender Bereichmedium-carrying area
3434: mediumsführender Bereichmedium-carrying area
3535: Bodenflächefloor area
3838: SeitenwandSide wall
3939: SeitenwandSide wall
4040: Stirnseitefront
4141: freie Stirnseitefree face
4545: Aussparungrecess

Claims

Heating device (1) for heating a medium, with a heating source (2) and with a medium container (3), wherein the medium container (3) has at least two medium connections (31, 32), the two medium connections (31, 32) being located at different heights along a longitudinal axis (30) of the medium container (3), wherein the medium container (3) has at least two medium-carrying areas (33, 34) between the two medium connections (31, 32), and the two medium-carrying areas (33, 34) being assigned different heights along the longitudinal axis (30).

Heater (1) after Claim 1 The medium container (3) has at least one partition (4) between the two medium-carrying areas (33, 34).

Heater (1) after Claim 1 The medium container (3) has a plurality of partition walls (4) which are arranged between a plurality of regions (33, 34) which carry the medium.

Heater (1) after Claim 3 , The partitions (4) are designed and arranged in the medium container (3) such that there is a meandering course for the medium.

Heater (1) according to one of the Claims 2 to 4 wherein at least one partition (4) with an end face (40) extends from a side wall (38, 39) of the medium container (3) and with a free one The end face (41) faces another side wall (39, 38) opposite the side wall (38, 39), and the partition (4) has a length such that between the free end face (41) and the other side wall (39, 38) a medium passage (5) is given.

Heater (1) after Claim 5 , wherein a plurality of partitions (4) are present, and wherein the partitions (4) alternate with their end faces (40) from different side walls (38, 39).

Heater (1) according to one of the Claims 1 to 6 A flow direction (6) of the medium within the medium-carrying areas (33, 34) is given by at least one medium connection (31, 32).

Heater (1) after Claim 7 , wherein a cross section of the medium-carrying areas (33, 34) perpendicular to the flow direction (6) of the medium is smaller than an area of the medium-carrying areas (33, 34) through which the medium flows in the flow direction (6).

Heater (1) according to one of the Claims 2 to 8th wherein at least one partition (4) runs essentially parallel to a bottom surface (35) of the medium container (3).

Heater (1) according to one of the Claims 2 to 9 wherein at least one partition (4) has cutouts (45).

Heater (1) according to one of the Claims 2 to 10 wherein at least one partition (4) consists at least partially of a thermally conductive material.

Heater (1) according to one of the Claims 2 to 11 wherein at least two partition walls (4) are thermally coupled to one another via at least one heat-conducting element (7).

Heater (1) according to one of the Claims 1 to 12 , wherein at least one line device (8) is arranged in at least one medium-carrying area (33, 34), and wherein the line device (8) guides the medium through the medium-carrying area (33, 34).

Heater (1) according to one of the Claims 1 to 13 , The medium container (3) has an essentially cube-shaped or cuboid-shaped outer contour.

Heater (1) according to one of the Claims 1 to 14 , wherein the heating source (2) is thermally connected to a bottom surface (35) of the medium container (3).

Heater (1) according to one of the Claims 1 to 15 , wherein the heating source (2) is based on the combustion of gas and / or diesel and / or on the use of electrical current.

Heater (1) according to one of the Claims 1 to 16 , the medium being water or glycol.