CH647065A5

CH647065A5 - Heat exchanger for hot water/heating installations

Info

Publication number: CH647065A5
Application number: CH456080A
Authority: CH
Inventors: Lorenz Mattes
Original assignee: Lorenz Mattes
Priority date: 1979-06-15
Filing date: 1980-06-13
Publication date: 1984-12-28
Also published as: DE2924049A1; FR2459438A1; FR2459438B3

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für Warmwasser-Heizungsanlagen zur Nutzung der Wärme der Heizkesselabgase für ein Aufheizen des Rücklaufwassers.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, in Warmwasser-Heizungsanlagen die Rücklaufleitung aussen gegen ein Rauchgasrohr anzulegen, um das Rücklaufwasser durch die Wärme des Rauchgasrohres aufzuwärmen. Ein derartiger Wärmetauscher ist aber nicht imstande, dem Rauchgas einen wirtschaftlich sinnvollen Anteil seiner Wärme zu entziehen. Ausserdem erfordert ein solcher Wärmetauscher eine Sonderkonstruktion für jeden Rauchgasrohrdurchmesser.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher der eingangs genannten Art zu schaffen, der einen guten Wirkungsgrad hat und sich weitgehend unabhängig von den Durchmessern der Rauchgasrohre von Heizkesseln herstellen und ohne Schwierigkeiten an bestehende Heizungsanlagen anpassen lässt.

Die gestellte Aufgabe lässt sich erfindungsgemäss mit einem Wärmetauscher lösen, der gekennzeichnet ist durch ein zwischen Heizkessel und Schornstein anzuordnendes, einen Abschnitt des Rauchgaskanals bildendes Gehäuse innerhalb welchem mehrere vom Rücklaufwasser durchfliessbare Rohrwendel aus korrosionsbeständigem Material angeordnet sind, die parallel zueinander mit ihren Enden an einem am Gehäuse ausgebildeten Sammelzuflusskanal und einem am Gehäuse s ausgebildeten Sammelabflusskanal lösbar angeschlossen sind.

Durch die Anordnung der Rohrwendeln innerhalb des Rauchgaskanales wird eine sehr gute Ausnutzung der Rauchgaswärme erreicht. Um eine besonders grosse Beaufschlagung îoder Rohrwendeln durch die Rauchgase zu erzielen, können die Rohrwendeln vorteilhafterweise mit ihrer Achse quer zur Rauchgasdurchflussrichtung angeordnet werden und können mehrere Rohrwendeln konzentrisch ineinander angeordnet sein. Die lösbare Verbindung der Rohrwendeln mit am Wär-lsmetauschergehäuse ausgebildeten Sammelzufluss- und Sam-melabflusskanälen erlaubt es, eine der Heizungsanlage entsprechende Anzahl von Rohrwendeln anzuordnen, also die Zahl der parallelgeschalteten Rohrwendeln nach ihrem Gesamtdurchflusswiderstand und/oder nach der Abgastempera-20 tur des jeweiligen Heizkessels zu wählen. Dies kann unmittelbar an der Einbaustelle geschehen, so dass der Heizungsfachmann den Wärmetauscher nicht nach Berechnungen allein vorfertigen lassen muss. Durch die Abnehmbarkeit einer ganzen Seitenwand des Gehäuses ist das Gehäuseinnere gut zu-25 gänglich, so dass im Bedarfsfalle an Ort und Stelle einzelne Rohrwendeln herausgenommen werden können. Die Schraubanschlussstelle am Sammelzuflusskanal und am Sammelabflusskanal für eine entfernte Rohrwendel lässt sich ohne Schwierigkeiten durch einen Blindstopfen verschliessen. Im 30 Notfall bei Betriebsstörung können auch alle Rohrwendel entfernt und das Gehäuse allein als Teil des Rauchgaskanals weiterhin verwendet werden.

Nach Entfernung einer Seitenwand des Wärmetauschergehäuses sind die Rohrwendeln auch zur Reinigung von 35 Rauchgasrückständen leicht zugänglich. Die Erfahrung hat aber gezeigt, dass durch eine mindestens zeitweise an den Rohrwendeln auftretende Schwitzwasserbildung eine Selbstreinigung dieser Rohrwendeln erfolgt. Das sich bildende Schwitzwasser kann zusammen mit Russablagerungen über 40 die im Gehäuse angeordnete Tropfschale abfliessen. Die Schwitzwasserbildung schadet den aus korrosionsbeständigem Material gefertigten Rohrwendeln keinesfalls. Es kann sogar bewusst eine Schwitzwasserbildung angestrebt werden, um darin Schadstoffe aus den Rauchgasen vor dem Eintritt in ■•5 den Schornstein zu fangen.

Die Rohrwendeln haben den weiteren Vorteil, dass sie sich in ihrer Achsrichtung zur Erzielung unterschiedlicher Länge drücken oder ziehen lassen. Für unterschiedlich breite Gehäuse, die zweckmässig mit einem viereckigen Querschnitt so ausgebildet werden, lassen sich also die gleichen Rohrwendeln verwenden.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.

ss Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer mit dem Wärmetauscher ausgestatteten Warmwasser-Heizungsanlage;

Fig. 2 eine Seitenansicht des Wärmetauschers bei abgenommener Seitenwandung in gegenüber Fig. 1 vergrössertem so Massstab;

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Wärmetauscher.

Das in Fig. 1 dargestellte Schema einer Warmwasser-Heizungsanlage zeigt einen Heizkessel 10 mit einem angebauten Ölbrenner 11, die Warmwasser-Vorlaufleitung 12, die zu ei-65 nem Heizkörperblock 13 führt, und die Rücklaufleitung 14 der Heizung, in welche eine Umwälzpumpe 15 eingebaut ist. In die Rücklaufleitung 14 ist ein Wärmetauscher 16 eingesetzt, dessen rechteckiges Gehäuse 17 in das Rauchgasrohr 18

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des Heizkessels 10 eingebaut ist, so dass es einen Teil des zu ei- und mit einer beliebigen Anzahl von Rohrwendeln ohne gros-nem Schornstein 19 führenen Rauchgaskanales bildet. In den sen Herstellungsaufwand gefertigt werden. Durch die bereits Rauchgaskanal ist in Abzugsrichtung hinter dem Wärme- erwähnte grosse Anpassungsfähigkeit dieses Wärmetauschers tauscher 16 noch eine Belüftungseinrichtung 2.0 mit einer lässt sich praktisch jede Warmwasser-Heizungsanlage, bei Rauchgaskanal-Verschlussklappe 21 und einer Entlüftungs- 5 welchen der Kessel nicht dicht am Schornstein steht, nachklappe 22 eingebaut, von welcher beide Klappen motorisch träglich mit einem solchen Wärmetauscher ausstatten, ohne betrieben werden. Diese Belüftungseinrichtung ist nicht Ge- dass weitere Umbauten erforderlich sind.

genstand der vorliegenden Erfindung. Ein erfindungsgemäss ausgebildeter Wärmetauscher kann

Wie im einzelnen aus den Figuren 2 und 3 ersichtlich ist, auf mehreren seiner Aussenwandungen oder auch auf allen sind innerhalb des einen tragenden Rahmen aufweisenden 10 seinen Aussenwandungen mit Anschlussöffnungen oder AnGehäuses 17, an dessen beiden Stirnseiten Anschlussstutzen schlussstutzen 23 und 24 versehen sein, von denen wahlweise 23 und 24 für das Rauchgasrohr 18 ausgebildet sind, mehrere der eine oder andere Anschluss verwendet wird, während die Rohrwendel 25,26,27 und 28 angeordnet. Bei dem darge- übrigen Anschlüsse durch passende Deckel verschlossen wer-stellten Ausführungsbeispiel sind vier Rohrwendel paarweise den. Solche Anschlussöffnungen sind in den Figuren 2 und 3 zu zwei Rohrwendelgruppen gegliedert. Dabei sind die Rohr- 15 mit gestrichelten Linien dargestellt. Auf diese Weise lässt sich wendel 26 und 28 jeweils konzentrisch in einer anderen Rohr- der Wärmetauscher auch in engen Zwischenräumen zwischen wendel 25 oder 27 angeordnet. Die beiden Rohrwendelgrup- Kessel und Wandungen anordnen, indem der Rauchgasabzug pen liegen hintereinander im Gehäuse 17, wobei die Rohr- auf einer Seitenwandung vorgenommen wird, die beispiels-wendelachsen senkrecht zur durch einen Pfeil 29 angedeuteten weise senkrecht zu derjenigen Gehäusewandung verläuft, auf Rauchgas-Durchflussrichtung verlaufen. 20 welcher sich der Rauchgaseingang befindet. In das leicht öf-Auf der Oberseite des Gehäuses 17 sind eine Sammelzu- fenbare Gehäuse lassen sich hierzu auch nachträglich noch flussleitung 30 und eine Sammelabflussleitung 31 angeordnet, Lenkbleche zwischen den Wendeln einbauen.

die sich über die ganze Länge des Gehäuses 17 erstrecken und Der ganze Wärmetauscher kann auch in mehrere Ab-

jeweils eine Anschlussöffnung 14a oder 14b für die Rücklauf- schnitte aufgegliedert werden, die jeweils nur einen Teil der leitung 14 der Warmwasser-Heizungsanlage aufweisen. An 25 Wendeln oder nur eine einzige Wendel haben und die in Rich-

diese beiden Sammelleitungen 30 und 31 sind die Enden der tung des Rauchgasabzuges hintereinander angeordnet sind,

Rohrwendel 25-28 von der Innenseite des Gehäuses her mit- während die Wendeln der Abschnitte zueinander parallel ge-

tels handelsüblicher Rohrverschraubungsanschlüsse ange- schaltet sein können.

schlössen. Beispielsweise ist das eine Ende 25a der Rohrwen- Bei diesen Wärmetauschern ist es auch möglich, den del 25 an die Sammelzuflussleitung 30 und das andere Ende 30 Rauchgasstrom im Wärmetauscher zu teilen und beispiels-

25b der Rohrwendel 25 an die Sammelabflussleitung 31 des weise über zwei oder mehr Ausgänge die Rauchgase abzuzie-

Gehäuses 17 angeschlossen. hen. Das Wärmetauschergehäuse oder Wärmetauschereinzel-

Unterhalb der Rohrwendel 25-28 ist innerhalb des Ge- gehäuse können in verschiedenen Grössen nach einem be-

häuses 17 des Wärmetauschers 16 eine Tropfschale 32 für sich stimmten Rastermass gefertigt sein. Ein nachträglicher Ein-

an den Rohrwendeln bildendes Schwitzwasser angeordnet. 35 bau dieser Wärmetauscher ist somit praktisch bei allen Heiz-

Von der Tropfschale 32 führt eine Abflussleitung 33 nach kesseln möglich, weil sie sowohl in ihren Rauchgasanschlüs-

aussen. sen als auch in ihren Wasseranschlüssen sehr variabel gestal-Der Wärmetauscher 16 kann mit beliebigen Abmessungen tet sind.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

647 065 PATENTANSPRÜCHE

1. Wärmetauscher für Warmwasser-Heizungsanlagen zur Nutzung der Wärme der Heizkesselabgase für ein Aufheizen des Rücklaufwassers, gekennzeichnet durch ein zwischen Heizkessel (10) und Schornstein (19) anzuordnendes, einen Abschnitt des Rauchgaskanals bildendes Gehäuse (17), innerhalb welchem mehrere vom Rücklaufwasser durchfliessbare Rohrwendel (25-28) aus korrosionsbeständigem Material angeordnet sind, die parallel zueinander mit ihren Enden (25a, 25b) an einem am Gehäuse ausgebildeten Sammelzuflusska-nal und einem am Gehäuse ausgebildeten Sammelabflusska-nal (30,31) lösbar angeschlossen sind.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse der jeweiligen Rohrwendel (25-28) quer zur Rauchdurchflussrichtung (29) verläuft.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Rohrwendel (25,26; 27,28) koaxial angeordnet sind.

4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (17) unterhalb der Rohrwendeln (25-28) eine Tropfschale (32) mit Abflusskanal (33) angeordnet ist.

5. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse (17) mindestens eine Seitenwand abnehmbar ausgebildet ist.

6. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden (25a, 25b) der einzelnen Rohrwendeln (25-28) mit dem an einer Wandung des Gehäuses ausgebildeten Sammelzufluss- und Sammelabflusska-nal (30,31) über lösbare Rohranschlussteile verbunden sind.

7. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Gruppen von koaxial angeordneten Rohrwendeln im Gehäuse (17) in Rauchgas-durchflussrichtung (29) hintereinander angeordnet sind.

8. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Rauchgaseingang und mindestens ein Rauchgasausgang des Gehäuses auf Seitenwandungen des Gehäuses ausgebildet sind, die unter einem Winkel, beispielsweise von 90°, zueinander angeordnet sind.

9. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse auf allen Seiten ver-schliessbare Rauchgaseingangs- bzw. Rauchgasausgangs-Öffnungen aufweist.