AT406300B

AT406300B - Vorrichtung zum erwärmen von brauchwasser

Info

Publication number: AT406300B
Application number: AT238493A
Authority: AT
Original assignee: Bremstaller Ges M B H & Co Kg
Priority date: 1993-11-24
Filing date: 1993-11-24
Publication date: 2000-03-27
Also published as: EP0767888B1; ATA238493A; DE59409718D1; EP0767888B2; WO1995014894A1; EP0767888A1; ES2155881T5; ES2155881T3

Description


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   Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erwärmen von Brauchwasser, bestehend aus einem Brauchwasserspeicher und einem im Brauchwasserspeicher angeordneten Wärmetauscher, der wenigstens eine Rohrschlange mit mehreren Windungen für ein Heizmedium aufweist, die in einer sich über den Boden des Brauchwasserspeichers erstreckenden Fläche liegen. 



   Um Brauchwasser in einem Brauchwasserspeicher zu erwärmen, ist es bekannt, in den Brauchwasserspeicher einen Wärmetauscher aus einer Rohrschlange für ein Heizmedium, üblicherweise Warmwasser, einzusetzen, die in mehreren Windungen schraubenlinienförmig verlegt ist. Werden diese Rohrwindungen entlang der Innenseite des Brauchwasserspeichers mit vertikaler Schraubungsachse verlegt, so ergibt sich bei einer entsprechend grossen Wärmeaustauschfläche wegen der dann grösseren Höhe des Wärmetauschers ein gegenüber dem gesamten Speichervolumen erheblich geringeres Nutzvolumen des Brauchwasserspeichers oberhalb des Wärmetauschers.

   Bei einer Rohrschlangenverlegung mit honzontaler Schraubungsachse ergeben sich für grössere Schraubungsdurchmesser gleiche Nachteile Ausserdem besteht die Gefahr, dass sich in den oberen   Windungsabschnitten   Luft ansammelt und sich in den unteren Windungsabschnitten Ablagerungen ansammeln, was den Wärmeübergang vom Heizmedium auf das Brauchwasser beeinträchtigt 
Darüber hinaus ist es bei einem Wärmetauscher bekannt (FR 2 301 795 A), die Strö- mungskanäle zwischen zwei profilierten Blechwänden zu bilden, die in einem Ringbereich in spiralförmigen Windungen gebogen sind.

   Die zwischen den Blechwänden gebildeten, strömungstechnisch parallelgeschalteten Strömungskanäle liegen daher übereinander, was im Zusammenhang mit den sich zwischen den einzelnen Windungen der Blechwände ergebenden, vertikalen Strömungswegen für die zu erwärmende Flüssigkeit eine vertikale Strömung dieser Flüssigkeit unterstützt und damit im Falle einer Brauchwassererwärmung die angestrebte Schichtung des Brauchwassers zerstört Ausserdem ist es aufgrund der sich aus den mehrlagig übereinanderliegenden Strömungskanälen bestimmenden Höhe des Wärmetauschers nicht möglich, das Speichervolumen des Brauchwasserspeichers als Nutzvolumen auszunützen Dazu kommt noch, dass im Bereich der oberen Strömungskanäle für das Heizmedium das Brauchwasser bereits eine höhere Temperatur aufweist,

   so dass in diesem Bereich der Wärmeübergang vom Heizmedium zum Brauchwasser beeinträchtigt ist. 



   Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu vermeiden und eine Vorrichtung zum Erwärmen von Brauchwasser der eingangs geschilderten Art so zu verbessern, dass im wesentlichen das gesamte Speichervolumen des Brauchwasserspeichers als Nutzvolumen zur Verfügung steht und ein guter Wärmeübergang vom Heizmedium auf das Brauchwasser sichergestellt wird. 



   Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die zumindest im wesentlichen uber die gesamte Bodenfläche verteilten, vorzugsweise in an sich bekannter Weise eine Spirale bildenden Windungen der Rohrschlange der Höhe nach lediglich eine Windungslage bilden 
Durch die Anordnung der Windungen der Rohrschlange des Wärmetauschers in einer einzigen Lage, die sich im wesentlichen Ober die gesamte Bodenfläche des Brauchwasserspeichers erstreckt, kann die Bauhöhe des Wärmetauschers im wesentlichen auf die Querschnittsabmessungen des die Rohrschlange bildenden Rohres beschränkt werden, so dass bei einer Anordnung des Wärmetauschers unmittelbar oberhalb des Bodens des Brauchwasserspeichers das Nutzvolumen im wesentlichen dem Speichervolumen des Brauchwasserspeichers entspricht Abgesehen davon wird eine besonders gute Wärmeausnützung des Heizmediums ermöglicht,

   weil der Wärmetauscher zufolge seiner Anordnung in einer sich über den Boden des Brauchwasserspeichers erstreckenden Fläche stets im Bereich des Kaltwassers liegen kann. Die Ober die Bodenfläche verteilten Windungen der Rohrschlange ermöglichen ausserdem eine Ober den Querschnitt des Brauchwasserspeichers im Vergleich zu schraubenförmig gewundenen Rohrschlangen gleichmässigere Brauchwassererwär- mung, was sich wiederum in einer optimalen Schichtung des Brauchwassers innerhalb des Brauchwasserspeichers auswirkt 
Da es darauf ankommt, die Windungen der Rohrschlange in einer sich über den Boden erstreckenden Fläche einlagig anzuordnen, ist es nicht zwingend erforderlich, diese Windungen in Form einer Spirale zu verlegen,

   obwohl sich durch eine spiralförmige Verlegung besonders einfache Konstruktionsverhältnisse vor allem im Hinblick auf eine über die Bodenfläche gleichmässige Windungsverteilung einstellen. Die durch die Windungen der Rohrschlange gebildete Fläche braucht keine zum Boden parallele Querschnittsebene zu sein.

   Die Spirale aus den 

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 einzelnen Rohrschlangenwindungen könnte zur besseren Entleerung auch auf einer flachen Kegelfläche liegen 
Um den Wärmeübergang zwischen dem Heizmedium und dem Brauchwasser zu verbessern, kann in weiterer Ausbildung der Erfindung die Rohrschlange aus einem bezüglich seines Querschnittes von zwei gegenüberliegenden Seiten eingeschnürten, hochkant verlegten Rohr gebildet werden Diese "libellenartige" Querschnittsform vergrössert die Wärmeaustauschfläche in bezug auf das Volumen des Heizmediums und bedingt aufgrund der hochkantigen Anordnung dieser Rohre eine für den Wärmeübergang vorteilhafte Wasserströmung zwischen den Rohrwindungen. 



   Die Verlegung der Rohrschlange in Form einer Spirale kann aufgrund von Wärmedehnungen oder äusseren Einflüssen zu unerwünschten Verschiebungen der einzelnen Windungen gegeneinander führen Um solche Verlagerungen der Windungen zu vermeiden, können die Windungen der spiralförmigen Rohrschlange in an sich bekannter Weise in einer Halterung mit sternförmigen Halterungsarmen gehalten werden, die unmittelbar mit dem Brauchwasserspeicher, beispielsweise durch Schweissen, verbunden werden können. 



   In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt Es zeigen Fig 1 eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum Erwärmen von Brauchwasser in einem Querschnitt durch den Brauchwasserspeicher und Fig. 2 diese Vorrichtung in einem Schnitt nach der Linie 11-11 der Fig 1 
Die dargestellte Vorrichtung zum Erwärmen von Brauchwasser besteht im wesentlichen aus einem aus Übersichtlichkeitsgründen nur im Bodenbereich dargestellten Brauchwasserspeicher 1 und einem in diesem Brauchwasserspeicher angeordneten Wärmetauscher 2, der unmittelbar oberhalb des an eine Entleerungsleitung 3 angeschlossenen Bodens 4 des Brauchwasserspeichers 1 angeordnet ist. Dieser Wärmetauscher 2 wird durch eine Rohrschlange 5 gebildet, die in mehreren Windungen 6 in Form einer einlagigen Spirale verlegt ist, die in einer sich über den Boden 4 erstreckenden Querschnittsebene liegt.

   Diese Windungen 6 werden von einer Halterung 7 aufgenommen, die aus stemförmigen Halterungsarmen 8 besteht, in denen Schlitze 9 zur Aufnahme der einzelnen Windungen 6 vorgesehen sind Die zum Einlegen der Windungen 6 einseitig offenen Schlitze 9 werden durch mit den Halterungsarmen 8 verbundene Stege 10 verschlossen, so dass die Windungen 6 in der Halterung 7 radial unverschiebbar festgelegt sind. Zum Einbau des Wärmetauschers 2 in den Brauchwasserspeicher 1 brauchen lediglich die Halterungsarme 8 an der Wand des Brauchwasserspeichers 1 angeschweisst zu werden. 



   Die Rohrschlange 5 wurde aus einem zunächst runden Rohr hergestellt, das im Bereich der Windungen 6 von gegenüberliegenden Seiten zusammengedrückt wurde. um eine libellenartige Querschnittsform zu erhalten, wie dies insbesondere in der Fig. 2 zu erkennen ist. Diese Querschnittsform der Rohrschlange 5 bringt nicht nur wegen der hochkantigen Ausrichtung ein einfacheres Biegen der Spirale mit sich, sondern führt auch zu einem erheblich günstigeren Wärmeübergang, weil zunächst die Querschnittsfläche gegenüber dem Querschnittsumfang verkleinert wird und sich zwischen den einzelnen Windungen 6 vorteilhafte Strömungskanäle für das zu erwärmende Wasser ergeben, das über eine Kaltwasserleitung 11 in den Brauchwas- serspeicher 1 strömt, die oberhalb eines die Entleerungsleitung 3 abdeckenden Prallbleches 12 mündet.

   Wie der Fig. 2 entnommen werden kann, liegt der Wärmetauscher 7 im Kaltwasserbereich des Brauchwasserspeichers 1 unmittelbar über dem Boden 4, so dass das sich oberhalb des Wärmetauschers 7 ergebende Nutzvolumen des Brauchwasserspeichers 1 kaum geringer als das gesamte Speichervolumen ist. Abgesehen davon ergibt sich wegen der Erstreckung des Wärmetauschers 2 im wesentlichen über den gesamten Behälterquerschnitt eine vorteilhafte Brauchwassererwärmung, die eine optimale Schichtung des Wassers nach sich zieht. 



   Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. 



  So müssten die Windungen 6 der Rohrschlange 5 nicht in einer Querschnittsebene liegen, sondern könnten auch entlang einer flachen Kegelfläche verlegt sein, um für eine selbständige Entlüftung nach oben zu sorgen, obwohl die Gefahr von Luftansammlungen im Scheitelbereich des Rohres auch bei horizontaler Verlegung gering ist Ausserdem könnte die Spirale mehrgängig ausgeführt sein.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Erwärmen von Brauchwasser, bestehend aus einem Brauch- wasserspeicher und einem im Brauchwasserspeicher angeordneten Wärmetauscher, der wenigstens eine Rohrschlange mit mehreren Windungen für ein Heizmedium aufweist, die in einer sich über den Boden des Brauchwasserspeichers erstreckenden Fläche liegen, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest im wesentlichen über die gesamte Bodenfläche verteilten, vorzugsweise in an sich bekannter Weise eine Spirale bildenden Windungen (6) der Rohrschlange (5) der Höhe nach lediglich eine Windungslage bilden
2 Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrschlange (5) aus einem bezüglich seines Querschnittes von zwei gegenüberliegenden Seiten eingeschnürten, hochkant verlegten Rohr gebildet ist.
3 Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Windungen (6) der spiralförmigen Rohrschlange (5) in an sich bekannter Weise in einer Halterung (7) mit stemförmigen Halterungsarmen (8) gehalten sind.

Hiezu 1 Blatt Zeichnungen