BE1020068A5 - Warmtewisselaar voor een hoog rendement hete lucht verwarmingstoestel en verwarmingstoestel daarmee uitgerust. - Google Patents

Warmtewisselaar voor een hoog rendement hete lucht verwarmingstoestel en verwarmingstoestel daarmee uitgerust. Download PDF

Info

Publication number
BE1020068A5
BE1020068A5 BE2011/0440A BE201100440A BE1020068A5 BE 1020068 A5 BE1020068 A5 BE 1020068A5 BE 2011/0440 A BE2011/0440 A BE 2011/0440A BE 201100440 A BE201100440 A BE 201100440A BE 1020068 A5 BE1020068 A5 BE 1020068A5
Authority
BE
Belgium
Prior art keywords
heat exchanger
secondary condensing
elements
exchanger according
primary
Prior art date
Application number
BE2011/0440A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Multicalor Ind Nv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Multicalor Ind Nv filed Critical Multicalor Ind Nv
Priority to BE2011/0440A priority Critical patent/BE1020068A5/nl
Priority to US13/545,406 priority patent/US8733337B2/en
Application granted granted Critical
Publication of BE1020068A5 publication Critical patent/BE1020068A5/nl

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00Air heaters
    • F24H3/02Air heaters with forced circulation
    • F24H3/06Air heaters with forced circulation the air being kept separate from the heating medium, e.g. using forced circulation of air over radiators
    • F24H3/10Air heaters with forced circulation the air being kept separate from the heating medium, e.g. using forced circulation of air over radiators by plates
    • F24H3/105Air heaters with forced circulation the air being kept separate from the heating medium, e.g. using forced circulation of air over radiators by plates using fluid fuel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00Air heaters
    • F24H3/02Air heaters with forced circulation
    • F24H3/06Air heaters with forced circulation the air being kept separate from the heating medium, e.g. using forced circulation of air over radiators
    • F24H3/08Air heaters with forced circulation the air being kept separate from the heating medium, e.g. using forced circulation of air over radiators by tubes
    • F24H3/087Air heaters with forced circulation the air being kept separate from the heating medium, e.g. using forced circulation of air over radiators by tubes using fluid fuel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H8/00Fluid heaters characterised by means for extracting latent heat from flue gases by means of condensation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0031Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
    • F28D9/0043Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
    • F28D9/0056Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another with U-flow or serpentine-flow inside conduits; with centrally arranged openings on the plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/12Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/06Heat exchangers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Warmtewisselaar voor een hoog rendement hete lucht verwarmingtoestel (1), met minstens één segment (5) en met een primair gedeelte (14) en een, in de stromingsrichting (A) daarop volgend secundair condensgedeelte (15), waarbij dat het segment (5) is samengesteld uit minstens één primair element (16) en minstens twee secundaire condenselementen (19), die deel uitmaken van het secundair condensgedeelte (15) van het segment (5) en die elk met hun ingang (20) parallel aansluiten op de uitgang (18) van het primair element (16) op een zodanige manier dat het gasdebiet afkomstig van het primair element (16) verdeeld wordt over de daarop aangesloten secundaire condenselementen (19).

Description

Warmtewisselaar voor een hoog rendement hete lucht verwarmingstoestel en verwarmingstoestel daarmee uitgerust.
De huidige uitvinding heeft betrekking op een warmtewisselaar voor een hoog rendement hete lucht verwarmingstoestel.
Dergelijke toestellen produceren een luchtstroom die in het toestel wordt opgewarmd en die bijvoorbeeld wordt gebruikt voor het verwarmen van een gebouw.
Dergelijk verwarmingstoestellen bestaan op bekende wijze uit een brander voor het produceren van hete verbrandingsgassen voor het opwarmen van de luchtstroom, waarbij de verbrandingsgassen doorheen één of meer elementen worden geleid die elk een stromingskanaal vormen met een inlaat en een uitlaat voor deze gassen, terwijl de op te warmen luchtstroom, bijvoorbeeld afkomstig van een ventilator, langs de buitenzijde van deze elementen wordt geleid.
Hierdoor ontstaat er een warmteoverdracht van de verbrandingsgassen naar de luchtstroom, waarbij de temperatuur van de verbrandingsgassen afneemt van de inlaat naar de uitlaat.
Bij hoog rendement verwarmingstoestellen, vaak afgekort als HR verwarmingstoestellen, bevat de warmtewisselaar een primair gedeelte dat, in de stromingsrichting van de verbrandingsgassen gezien, gevolgd wordt door een secundair gedeelte waarin de verbrandingsgassen nog verder door de luchtstroom worden afgekoeld teneinde de in de verbrandingsgassen aanwezige waterdamp te laten condenseren, waarbij, zoals bekend, energie wordt vrijgegeven waarmee de luchtstroom kan worden opgewarmd.
Het rendement dat met zulk verwarmingstoestel kan worden bekomen, is hoger dan in het geval van klassieke verwarmingstoestellen zonder secundair gedeelte voor het condenseren van de waterdamp.
Een voorbeeld van een HR verwarmingstoestel is beschreven in het US octrooi nr. 5.322.050. In dit geval zijn het primair en het secundair gedeelte van de warmtewisselaar gevormd als afzonderlijke eenheden, waarbij de primaire warmtewisselaar is samengesteld uit S-vormig geplooide buizen, terwijl de secundaire warmtewisselaar een zogenaamde gevinde warmtewisselaar is die is samengesteld uit buizen waarop vinnen zijn aangebracht om het warmteoverdragend oppervlak te vergroten. Beide warmtewisselaars zijn met elkaar verbonden door een collector.
Een nadeel van dergelijke warmtewisselaar is dat de assemblage ervan relatief complex is en bestaat uit relatief veel samenstellende componenten.
Ook in US 5.439.050 en US 6.006.741 zijn de primaire en secundaire warmtewisselaars met elkaar verbonden door middel van een collector.
Een nadeel van zulke warmtewisselaars is dat de assemblage moeilijk te optimaliseren is. De primaire en secundaire warmtewisselaars moeten eerst individueel worden vervaardigd om vervolgens middels een aparte collector (40 in 5,439,050) met elkaar te verbonden te worden.
Deze collector is relatief duur aangezien hij meestal vervaardigd wordt van roestvrij staal.
De huidige uitvinding heeft tot doel om minstens een oplossing te bieden aan voornoemde nadelen: • de collector die dient om de rookgassen te verdelen van de primaire naar de secundaire elementen toe is geïntegreerd in deze elementen, er is dus geen aparte collector nodig; • de assemblage is makkelijker te optimaliseren aangezien de primaire en de secundaire warmtewisselaar tegelijkertijd worden opgebouwd.
Hiertoe betreft de uitvinding een warmtewisselaar voor een hoog rendement hete lucht verwarmingstoestel, waarbij de warmtewisselaar minstens één segment bevat dat een stromingskanaal vormt met een inlaat en een uitlaat voor hete verbrandingsgassen en met een primair gedeelte en een, in de stromingsrichting van de verbrandingsgassen gezien, daaropvolgend secundair condensgedeelte, waarbij het segment is samengesteld uit minstens één primair element met een ingang en een uitgang dat deel uitmaakt van het primair gedeelte van het segment en minstens twee secundaire condenselementen, elk met een ingang en een uitgang, die deel uitmaken van het secundair condensgedeelte van het segment, waarbij minstens één primair element is uitgevoerd als een geïntegreerd deel van een dubbelelement dat naast het primair element ook een secundair condenselement bevat en waarbij, ter plaatse van de overgang tussen het primair element en het secundair condenselement van het dubbelelement, een aftakopening is voorzien waarop de andere secundaire condenselementen van het segment met hun ingangen in parallel zijn op aangesloten op een zodanige manier dat het gasdebiet afkomstig van het primair element verdeeld wordt over de daarop aangesloten secundaire condenselementen en dat tussen de secundaire condenselementen stromingskanalen worden gevormd voor koellucht.
Een voordeel van een warmtewisselaar volgens de uitvinding die modulair is samengesteld uit primaire en secundaire elementen is dat zulke warmtewisselaar zeer eenvoudig is samen te stellen en op maat van de gebruiker kan worden samengesteld met twee of meer secundaire condenselementen. De keuze van het aantal secundaire condenselementen kan een overweging zijn tussen kostprijs en efficiëntie van de warmtewisselaar aangezien met een groter aantal secundaire condenselementen de efficiëntie, maar ook de kostprijs toeneemt.
De opbouw van zulke warmtewisselaar is bovendien zeer eenvoudig en laat toe van op zeer eenvoudige en flexibele manier in te spelen op de wensen van de gebruiker. Het aantal segmenten en het aantal elementen in ieder segment is namelijk gemakkelijk aan te passen.
De eenvoudige opbouw komt dan weer de kostprijs ten goede.
De secundaire elementen sluiten rechtstreeks aan op het primaire element of elementen zonder tussenkomst van een collector, waardoor de kostprijs gereduceerd is tegenover modellen waar wel een collector nodig is.
Het rendement van zulke warmtewisselaar is hoger dan deze van de klassieke warmtewisselaar met een vergelijkbaar vermogen.
Bij voorkeur zijn de voornoemde elementen hoofdzakelijk plaatvormig uitgevoerd en zijn de secundaire condenselementen volgens een sandwichstructuur aan mekaar gekoppeld, de ene naast of tegen de andere, zodanig dat tussen deze condenselementen stromingskanalen worden gevormd voor de op te warmen lucht.
Dit maakt een compacte en efficiënte opbouw mogelijk.
Volgens een praktische uitvoeringsvorm is elk van de voornoemde elementen gevormd als een tweeschalig geheel dat is samengesteld uit twee voorgevormde schalen die op elkaar zijn bevestigd ter vorming van een stromingskanaal met een voornoemde ingang en uitgang, waarbij de schalen langs hun randen met een gasdichte naad met elkaar zijn verbonden, bijvoorbeeld door laserlassen.
Dit maakt het mogelijk de kosten van het productieproces sterk te reduceren ten opzichte van bekende assemblagetechnieken.
Bijkomend kan het dubbelelement als een tweeschalig geheel zijn samengesteld uit twee voorgevormde schalen die op elkaar zijn bevestigd ter vorming van een stromingskanaal met een ingang voor het primair element; een uitgang voor het secundair condenselement en, ter plaatse van de overgang tussen het primair element en het secundair condenselement, een aftakopening die dienst doet als uitgang van het primair element en als ingang voor het secundair condenselement en waarop de andere secundaire condenselementen met hun ingangen in parallel kunnen worden op aangesloten.
Aldus wordt er nog een extra gasverbinding uitgespaard tussen een primair en een secundair element om het risico op gaslekken nog verder te beperken.
Bovendien is er nog een assemblagestap minder nodig, wat de kosten nog verder beperkt.
Bijkomend komt dit ook de sterkte van de warmtewisselaar ten goede.
De secundaire condenselementen bezitten hoofdzakelijk dezelfde vorm en zijn voorzien van twee tegenoverliggende hoofdzakelijk rechte randen die het stromingskanaal begrenzen en die zich uitstrekken tot aan de uitgang van het betreffend secundair condenselement, waarbij deze randen bij voorkeur divergeren naar de uitgang toe en waarbij zich langs elke rand een afwateringskanaal uitstrekt voor de evacuatie van het condenswater.
Deze constructie maakt het mogelijk de warmtewisselaar in vele mogelijke posities te oriënteren zonder gevaar van een ongewenste opstapeling van condenswater in de warmtewisselaar.
De uitvinding heeft ook betrekking op een hoogrendement hete lucht verwarmingstoestel bevattende een warmtewisselaar met een inlaat en een uitlaat, een brander tegenover de inlaat en een ventilator om lucht over of rond de warmtewisselaar te blazen, waarbij het toestel een warmtewisselaar bevat, zoals hiervoor beschreven.
Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, is hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm beschreven van een warmtewisselaar en een verwarmingstoestel volgens de uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin : figuur 1 schematisch en in perspectief en in uitgenomen toestand een hoog rendement hete lucht verwarmingstoestel weergeeft met een warmtewisselaar volgens de uitvinding; de figuren 2 tot 3 verschillende aanzichten weergeeft van de warmtewisselaar van figuur 1, respectievelijk volgens de pijlen F2 tot F3 in figuur 1; figuur 6 één segment weergeeft van de warmtewisselaar van figuur 1 zoals aangegeven met pijl F6 in figuur 1; figuur 7 het segment van figuur 6 weergeeft in een uiteengenomen toestand; figuur 8 een 3D-doorsnede weergeeft volgens lijn VIII-VIII in figuur 6; de figuren 9 en 10 een zicht weergeven, respectievelijk volgens de pijlen F9 en F10 in figuur 6; de figuren 11A TOT 11C verschillende mogelijke oriëntaties weergeven van een warmtewisselaar volgens figuur 1.
Het in figuur 1 weergegeven hoog rendement hete lucht verwarmingstoestel 1 bestaat in hoofdzaak uit een warmtewisselaar 2 die voorzien is van een inlaat 3 en een uitlaat 4 en die in dit geval is opgebouwd uit meerdere segmenten 5 die elk een doorstromingskanaal 6 definiëren; een tegenover de inlaat 3 opgestelde brander 7 met een voeding 8 voor brandstof of voor een mengsel van brandsof en lucht voor het produceren van hete verbrandingsgassen die in de richting van de pijlen A doorheen de warmtewisselaar 2 worden gestuurd; een uitlaatcollector 9 waarin de voornoemde uitlaat 4 uitmondt en die voorzien is van afvoerbuis 10 voor aansluiting op een schouw of dergelijke.
Verder is het verwarmingstoestel 1 voorzien van een ventilator 11 die omgevingslucht via een ingang 12 kan aanzuigen en die bedoeld is om de aangezogen lucht via een uitlaat 13 over de segmenten 5 van de warmtewisselaar 1 te blazen zoals aangegeven met de pijlen B.
Op deze manier wordt de lucht die over de segmenten 5 stroomt opgewarmd, zodat de opgewarmde lucht gebruikt kan worden voor het verwarmen van een ruimte of dergelijk.
De hete gassen worden bij het doorstromen van de warmtewisselaar 1 afgekoeld door de luchtstroom B, waarbij de temperatuur van de gasstroom A afneemt vanaf de inlaat 3 naar de uitlaat 4 toe.
De brander 7 kan uitgevoerd zijn als een assemblage van inshot branders waarbij voor elk segment brandstof en lucht worden geïnjecteerd in de inlaat 3 om een vlam te produceren die zich tot op een zekere afstand in het doorstromingskanaal 6 van het segment 5 uitstrekt.
Een grotere efficiëntie met minder schadelijke emissies wordt bekomen door toepassing van een zogenaamde pre-mix brander 7 waarbij brandstof en lucht op voorhand worden gemengd en dit mengsel tot ontbranding wordt gebracht.
De warmtewisselaar is voorzien van een primair gedeelte 14 dat, in de stromingsrichting A van de verbrandingsgassen gezien, gevolgd wordt door een secundair condensgedeelte 15 waarin de verbrandingsgassen zodanig worden afgekoeld dat het in de verbrandingsgassen aanwezige vocht wordt gecondenseerd tot water. Bij het condenseren komt extra warmte vrij die gerecupereerd wordt om de luchtstroom B extra op te warmen, wat zorgt voor een verhoogd rendement ten opzichte van een warmtewisselaar zonder condenselementen. Men spreekt dan ook van een hoogrendement verwarmingstoestel 1.
In het weergegeven voorbeeld is elk segment 5, zoals er één is afgebeeld in figuur 6, samengesteld uit één enkel primair element 16, met een ingang 17 en een uitgang 18, dat deel uitmaakt van het primair gedeelte 14 van het segment 5 en vijf secundaire condenselementen 19, elk met een ingang 20 en een uitgang 21, die deel uitmaken van het secundair condensgedeelte 15 van het segment 5.
Elk van de secundaire condenselementen 19 is met zijn ingang 20 parallel aangesloten op de uitgang 18 van het primair element 16 op een zodanige manier dat het gasdebiet afkomstig van het primair element 16 uniform verdeeld wordt over de daarop aangesloten secundaire condenselementen 19.
De ingangen 17 van de primaire elementen 16 vertrekken vanuit een gemeenschappelijke inlaatcollector 3 die de ingangen 17 ten opzichte van elkaar op hun plaats houden, terwijl de uitgangen 21 van de secundaire condenselementen 19 uitmonden in een gemeenschappelijk uitlaatcollector 9 die de uitgangen 21 onderling op hun plaats houdt.
De voornoemde primaire en secundaire elementen 16 en 19 zijn hoofdzakelijk plaatvormig uitgevoerd, dit wil zeggen met een geringe dikte van bijvoorbeeld enkele millimeter tot enkele cm's, en zich hoofdzakelijk uitstrekkend volgens een vlak, wat niet noodzakelijk betekent dat de elementen 16-19 volledig vlak zijn.
Zo kan bijvoorbeeld de hartafstand tussen de secundaire elementen 10 mm bedragen terwijl de hartafstand tussen de primaire elementen van meerdere segmenten 50 mm kan bedragen.
De secundaire condenselementen 19 zijn volgens een sandwichstructuur aan mekaar of tegen mekaar gekoppeld op zodanige manier dat tussen deze condenselementen stromingskanalen 22 worden gevormd voor de op te warmen luchtstroom B.
Het primair element 16 is uitgevoerd als een geïntegreerd deel van een dubbelelement 23 dat een primair element 16 en een secundair condens element 19 bevat en dat als een tweeschalig geheel is samengesteld uit twee voorgevormde schalen 24 die op elkaar zijn bevestigd ter vorming van een stromingskanaal met een ingang 17 voor het primair element 16; een uitgang 21 voor het secundair condenselement 19, en, ter plaatse van de overgang tussen het primair element 16 en het secundair condenselement 19, een aftakopening 18-20 die overlappend dienst doet als uitgang 18 van het primair element 16 en als ingang 20 voor het secundair condenselement 16 en waarop de andere secundaire condenselementen 16 kunnen worden op aangesloten.
Het dubbelelement 23 is gevormd uit twee hoofdzakelijk U-vormig schalen 24 ter vorming van een hoofdzakelijk U-vormig element met twee benen 25 en 26 die verbonden zijn door een verbinding 27, waarbij één been 25 deel uitmaakt van het primair element 16 en het andere been 26 deel uitmaakt van het secondaire condenselement 19 van het dubbelelement 23.
De schalen 24 zijn bijvoorbeeld voorgevormd door snijden en stampen uit een roestvrij staal of ander anti-roest behandeld plaatmateriaal en zijn langs hun randen, behalve ter plaatse van in- en uitgangen, met elkaar verbonden door een gasdichte naad, die bij voorkeur wordt bekomen door laserlassen, alhoewel andere verbindingstechnieken, zoals felsen, niet uitgesloten zijn.
Laserlassen biedt het voordeel dat de lasnaad met een hoge snelheid en hoge nauwkeurigheid verwezenlijkt kan worden.
Op analoge manier zijn de andere secundaire condenselementen gevormd als een tweeschalig geheel dat is samengesteld uit twee voorgevormde schalen 29 die op elkaar zijn bevestigd ter vorming van een stromingskanaal met een voornoemde ingang 20 en uitgang 21.
De ingangen 20 van de secundaire condenselementen 19 zijn uitgevoerd met een verdikte rand 30 waarmee de condenselementen 19 tegen elkaar worden gemonteerd en met elkaar worden verbonden door een verbinding langs deze verdikte rand 20.
De schalen 29 van de secundaire condenselementen 19 hebben een opening ter plaatse van de ingangen 20, behalve de buitenste schalen 29 van de buitenste elementen 19 waar de plaat doorloopt als een soort deksel 31.
De secundaire condenselementen 19 bezitten hoofdzakelijk dezelfde vorm met twee tegenoverliggende hoofdzakelijk rechte randen 32 die het stromingskanaal 6 begrenzen en die zich uitstrekken tot aan de uitgang 21 van het betreffend secundair condenselement 19, waarbij deze randen 31 divergeren naar de uitgang 21 toe.
In de voorgevormde schalen 29 is een reliëfstructuur gevormd die bij assemblage tussen de schalen 19 geleidingswanden en schotten 33 doet ontstaan die een stromingskanaal 6 definiëren dat de gassen, zoals afgebeeld in figuur 5, volgens een soort grillig zigzag traject 34 doorheen de secundaire condenselementen 19 leidt, welk traject 34 zich uitstrekt van de ene rand 32 naar de andere rand 32 en welk traject 34 verbonden is met de ingang 20 van het betreffende secundaire condenselement 19 via een zwanenhalsvormig kanaalgedeelte 35.
De reliëfstructuur is zodanig dat het zigzag traject 34 zich splitst in meerdere deeltrajecten of kanalen die in het secundair condenselement 19 opnieuw samenkomen om zich eventueel opnieuw te kunnen splitsen, zoals weergegeven in figuur 5.
Op deze manier is in het weergegeven voorbeeld het stromingskanaal 6 aan de uitgang 21 van het secundair condenselement 19 gesplitst in twee deelkanalen, elk met een deeluitgang 21a en 21b gescheiden door een verbinding 3 6 van de randen van de schalen 29 aan de uitgang 21 van het betreffende condenselement 19.
In de secundaire condenselementen 19 zijn twee afwateringskanalen of goten 37 voorzien voor de evacuatie van het condenswater, welke afwateringskanalen 37 zich hoofdzakelijk langs de voornoemde tegenoverliggende randen 32 uitstrekken tot aan de deeluitgangen 21a-21b van het betreffende condenselement 19, waarbij de afwateringskanalen 37 de takken van het zigzag-vormig kanaalgedeelte of traject onderling verbinden, zodat het condenswater dat in het zigzag-vormig traject 34 ontstaat steeds een uitweg vindt naar één van de afwateringskanalen 37, en dit bijna ongeacht de ruimtelijke oriëntatie van de warmtewisselaar 1.
Dit wordt bijvoorbeeld geïllustreerd in een zijdelings aanzicht voor verschillende oriëntaties van het verwarmingstoestel, meer bepaald met verticaal opgestelde elementen 16-19 en een opwaarts gerichte luchtstroom B zoals weergegeven in figuur llA in een positie waarin het verwarmingstoestel 1 normaal zal worden gebruikt, respectievelijk in een positie met een neerwaarts gerichte luchtstroom B, zoals weergegeven in figuur 11C, waarbij het verwarmingstoestel 1 rond een horizontale aslijn X-X' loodrecht op het vlak van de elementen 16-19 over 180° op zijn kop is gedraaid ten opzichte van de positie van figuur 11A, en tenslotte een horizontale luchtstroom B in figuur UB in een intermediair positie waarbij het verwarmingstoestel 1 van figuur 11A over 90° is verdraaid rond de aslijn X-X'.
Het is duidelijk dat in al deze posities en intermediaire posities het condenswater kan wegvloeien zonder dat het zich in de warmtewisselaar 2 opstapelt.
Het is ook mogelijk dat het verwarmingstoestel 1 zijdelings wordt gekanteld rond een horizontale aslijn loodrecht op de aslijn X-X' zonder opstapeling van condenswater in de warmtewisselaar 2.
Het is duidelijk dat het aantal segmenten 5 kan variëren naargelang het gewenste vermogen en dat per segment 5 het aantal elementen 16 en 19 ook kan variëren in functie van het gewenste rendement dat verhoogd kan worden door het aantal secundaire condenselementen 19 te vergroten.
De segmenten 5 moeten niet noodzakelijk symmetrisch zijn opgebouwd ten opzichte van het dubbelelement 23, waarbij het aantal secundaire condenselementen 19 aan weerszijden van het dubbelelement 23 niet noodzakelijk gelijk moet zijn en waarbij zelfs alle aan het dubbelelement 23 gekoppelde secundaire condenselementen 19 zich aan één en dezelfde zijde van het dubbelelement 23 kunnen bevinden.
Het is overigens niet uitgesloten dat de segmenten 5 meer dan één dubbelelement 23 bevatten.
De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvorm, doch een warmtewisselaar en een verwarmingstoestel volgens de uitvinding kunnen in allerlei vormen en afmetingen worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims (18)

  1. 2. Warmtewisselaar volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde elementen (16, 19) hoofdzakelijk plaatvormig zijn uitgevoerd en dat de secundaire condenselementen (19) volgens een sandwichstructuur aan mekaar gekoppeld zijn.
  2. 3. Warmtewisselaar volgens conclusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat de ingangen (17) van de primaire elementen (16) uitmonden in de voornoemde inlaat (3) en dat de uitgangen (21) van de secundaire condenselementen (19) uitmonden in de voornoemde uitlaat (4).
  3. 4. Warmtewisselaar volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de secundaire condenselementen (19) zijn gevormd als een tweeschalig geheel dat is samengesteld uit twee voorgevormde schalen (29) die op elkaar zijn bevestigd ter vorming van een stromingskanaal met een voornoemde ingang (20) en uitgang (21) .
  4. 5. Warmtewisselaar volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het dubbelelement (23) als een tweeschalig geheel is samengesteld uit twee voorgevormde schalen (24) die op elkaar zijn bevestigd ter vorming van een stromingskanaal met een ingang (17) voor het primair element (16); een uitgang (21) voor het secundair condenselement (19) en, ter plaatse van de overgang tussen het primair element (16) en het secundair condenselement (19), een aftakopening (18-20) die dienst doet als uitgang (18) van het primair element (16) en als ingang (20) voor het secundair condenselement (19) en waarop de andere secundaire condenselementen (19) met hun ingangen (20) in parallel zijn op aangesloten.
  5. 6. Warmtewisselaar volgens conclusie 4 en/of 5, daardoor gekenmerkt dat de tweeschalige elementen (19-23) langs hun randen, behalve ter plaatse van in- en uitgangen, met elkaar verbonden zijn door een gasdichte verbinding.
  6. 7. Warmtewisselaar volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de secundaire condenselementen (19) hoofdzakelijk dezelfde vorm hebben met twee tegenoverliggende hoofdzakelijk rechte randen 32) die het stromingskanaal begrenzen en die zich uitstrekken tot aan de uitgang (21) van het betreffend secundair condenselement (19).
  7. 8. Warmtewisselaar volgens conclusie 7, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde tegenoverliggende randen (32) divergeren naar de uitgang (21) toe.
  8. 9. Warmtewisselaar volgens conclusie 7 of 8, daardoor gekenmerkt dat het stromingskanaal in de secundaire condenselementen (20) een gedeelte bevat dat zich volgens een hoofdzakelijk zigzag-vormig traject (34) uitstrekt tussen de voornoemde randen (32).
  9. 10. Warmtewisselaar volgens conclusie 9, daardoor gekenmerkt dat het stromingskanaal in de secundaire condenselementen (19) een gedeelte (35) bevat dat het zigzag-vormig kanaalgedeelte (34) verbindt met de ingang (20) Van het betreffend secundaire condenselement (19).
  10. 11. Warmtewisselaar volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het zigzag traject (34) in de secundaire condenselementen (19) zich splitst in meerdere deelkanalen die in het secundair condenselement (19) opnieuw kunnen samenkomen om zich eventueel opnieuw te kunnen splitsen.
  11. 12. Warmtewisselaar volgens conclusie 11, daardoor gekenmerkt dat het zigzag traject (34) aan de uitgang van het secundair condenselement (19) gesplitst is in meerdere deelkanalen, elk met een deeluitgang (21a, 21b) gescheiden door een lasnaad (36) van de randen van de schalen (24, 29) aan de uitgang (21) van het betreffende condenselement (19) .
  12. 13. Warmtewisselaar volgens één van de conclusies 7 tot 12, daardoor gekenmerkt dat de secundaire condenselementen (19) minstens twee afwateringskanalen of goten (37) bevatten voor de evacuatie van het condenswater, welke afwateringskanalen (37) zich hoofdzakelijk langs de voornoemde tegenoverliggende randen (32) uitstrekken tot aan de uitgang (21) van het betreffende condenselement (19) .
  13. 14. Warmtewisselaar volgens conclusie 13, daardoor gekenmerkt dat de afwateringskanalen (37) de takken van het zigzag traject (34) onderling verbinden.
  14. 15. Warmtewisselaar volgens één van de conclusies 5 tot 14, daardoor gekenmerkt dat het dubbelelement (23) hoofdzakelijk U-vormig is uitgevoerd met twee benen (25,26) verbonden door een verbinding (27), waarbij één been (25) deel uitmaakt van het primair element (16) en het andere been (26) deel uitmaakt van het secondaire condenselement (19) van het dubbelelement (23).
  15. 16. Warmtewisselaar volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de elementen (16,19,23) zijn vervaardigd uit roestvrij staal.
  16. 17. Warmtewisselaar volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat hij twee of meer segmenten (5) bevat die naast elkaar zijn opgesteld.
  17. 18. Hoogrendement hete lucht verwarmingstoestel bestaande uit een warmtewisselaar (2) met een inlaat (3) en een uitlaat (4), een brander (7) tegenover de inlaat (3) en een ventilator (11) om lucht over of rond de warmtewisselaar (2) te blazen, daardoor gekenmerkt dat de warmtewisselaar een warmtewisselaar (2) bevat volgens één van de voorgaande conclusies.
  18. 19. Hoogrendement hete lucht verwarmingstoestel volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de brander (7) een brander is voor gasvormige brandstoffen.
BE2011/0440A 2011-07-11 2011-07-11 Warmtewisselaar voor een hoog rendement hete lucht verwarmingstoestel en verwarmingstoestel daarmee uitgerust. BE1020068A5 (nl)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE2011/0440A BE1020068A5 (nl) 2011-07-11 2011-07-11 Warmtewisselaar voor een hoog rendement hete lucht verwarmingstoestel en verwarmingstoestel daarmee uitgerust.
US13/545,406 US8733337B2 (en) 2011-07-11 2012-07-10 Heat exchanger for a high efficiency hot air heating appliance and heating appliance equipped therewith

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE2011/0440A BE1020068A5 (nl) 2011-07-11 2011-07-11 Warmtewisselaar voor een hoog rendement hete lucht verwarmingstoestel en verwarmingstoestel daarmee uitgerust.
BE201100440 2011-07-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BE1020068A5 true BE1020068A5 (nl) 2013-04-02

Family

ID=47518192

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BE2011/0440A BE1020068A5 (nl) 2011-07-11 2011-07-11 Warmtewisselaar voor een hoog rendement hete lucht verwarmingstoestel en verwarmingstoestel daarmee uitgerust.

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8733337B2 (nl)
BE (1) BE1020068A5 (nl)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITBO20130632A1 (it) 2013-11-20 2015-05-21 Gas Point S R L Scambiatore di calore a piastre, in particolare per caldaie a condensazione
CN104154654A (zh) * 2014-08-09 2014-11-19 芜湖长启炉业有限公司 甭管热风换热墙
CN104566957B (zh) * 2014-12-30 2017-03-29 南京宜热纵联节能科技有限公司 一种提供高温洁净热风的系统装置
JP6341101B2 (ja) * 2015-01-15 2018-06-13 ブラザー工業株式会社 電気機器
KR102546993B1 (ko) * 2018-07-26 2023-06-22 엘지전자 주식회사 가스 난방기
CN115060096A (zh) * 2022-06-29 2022-09-16 中南大学 一种适用于塔式锌精馏炉的双级列管式换热器结构

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2090053A (en) * 1933-10-07 1937-08-17 Forest City Foundries Company Warm air furnace structure
US4730600A (en) * 1981-12-16 1988-03-15 The Coleman Company, Inc. Condensing furnace
US5113844A (en) * 1988-12-12 1992-05-19 Vulcan Australia Limited Heat exchanger
US5322050A (en) * 1993-07-21 1994-06-21 Rheem Manufacturing Company High efficiency fuel-fired condensing furnace having a compact heat exchanger system
US5439050A (en) * 1993-07-09 1995-08-08 Carrier Corporation Multi-poised condensing furnace
US5775318A (en) * 1995-10-30 1998-07-07 Consolidated Industries Corp. Forced air condensing furnace and heat exchanger manifold therefor
US6006741A (en) * 1998-08-31 1999-12-28 Carrier Corporation Secondary heat exchanger for condensing furnace
EP1099915A1 (en) * 1999-11-09 2001-05-16 Holding J.H. Deckers N.V. Heat exchanger with at least two juxtaposed sections
EP1318362A2 (en) * 2001-12-05 2003-06-11 Thomas & Betts International, Inc. Compact high efficiency clam shell heat exchanger

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2090053A (en) * 1933-10-07 1937-08-17 Forest City Foundries Company Warm air furnace structure
US4730600A (en) * 1981-12-16 1988-03-15 The Coleman Company, Inc. Condensing furnace
US5113844A (en) * 1988-12-12 1992-05-19 Vulcan Australia Limited Heat exchanger
US5439050A (en) * 1993-07-09 1995-08-08 Carrier Corporation Multi-poised condensing furnace
US5322050A (en) * 1993-07-21 1994-06-21 Rheem Manufacturing Company High efficiency fuel-fired condensing furnace having a compact heat exchanger system
US5775318A (en) * 1995-10-30 1998-07-07 Consolidated Industries Corp. Forced air condensing furnace and heat exchanger manifold therefor
US6006741A (en) * 1998-08-31 1999-12-28 Carrier Corporation Secondary heat exchanger for condensing furnace
EP1099915A1 (en) * 1999-11-09 2001-05-16 Holding J.H. Deckers N.V. Heat exchanger with at least two juxtaposed sections
EP1318362A2 (en) * 2001-12-05 2003-06-11 Thomas & Betts International, Inc. Compact high efficiency clam shell heat exchanger

Also Published As

Publication number Publication date
US20130014740A1 (en) 2013-01-17
US8733337B2 (en) 2014-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BE1020068A5 (nl) Warmtewisselaar voor een hoog rendement hete lucht verwarmingstoestel en verwarmingstoestel daarmee uitgerust.
US8646442B2 (en) Clamshell heat exchanger
US6938688B2 (en) Compact high efficiency clam shell heat exchanger
KR102240319B1 (ko) 열교환기 유닛
US9970656B2 (en) Barbeque radiant burner
MXPA06000585A (es) Protector de portas de quemador.
US10690378B2 (en) Furnace cabinet with three baffles
US20080173297A1 (en) High efficiency biomass stove
US20160131397A1 (en) Furnace Cabinet with Nozzle Baffles
CN104735988B (zh) 热风烘炉
US8113269B2 (en) Multi-channel heat exchanger
KR20210032347A (ko) 열교환기 유닛
US10006662B2 (en) Condensing heat exchanger fins with enhanced airflow
CN104807101B (zh) 室内机以及具有其的空调器
US10247444B2 (en) Furnace and method for heating air
US20210199340A1 (en) Heat exchanger unit and method for manufacturing the same
US20050139204A1 (en) Ventilated gas oven for food products and heat exchanger for said oven
CN102405392A (zh) 热交换器和适用于热交换器的鳍片
US9297552B2 (en) Velocity zoning heat exchanger air baffle
AU2017201772A1 (en) Converging-diverging combustion zones for furnace heat exchanges
CN208222803U (zh) 燃烧装置及燃气热水装置
US10228160B2 (en) Furnace cabinet with integral protrusion
RU2680283C1 (ru) Устройство для нагрева воздуха
KR20200042424A (ko) 전열 핀
KR102641199B1 (ko) 열교환기 유닛 및 이를 이용한 콘덴싱 보일러