Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizwendel für einen indirekt beheizten Wasserspeicher gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei bekannten Heizwendeln der eingangs erwähnten Art sind die Heizwendeln aus Rohren mit kreisrunden Querschnitten hergestellt. Bei solchen Rohren ergibt sich jedoch nur ein ungenügender Wärmeübergang vom in der Heizwendel strömenden Heizmedium zum zu erwärmenden Inhalt des Speichers.
Ziel der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden und eine Heizwendel der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei der ein guter Wärmeübergang vom Heizmedium zum zu erwärmenden Speicherinhalt sichergestellt ist.
Erfindungsgemäss wird dies bei einer Heizwendel der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.
Durch die vorgeschlagenen Massnahmen wird erreicht, dass das durch Konvektion an den Windungen der Heizwendel nach oben strömende zu erwärmende Wasser über einen grossen Teil des Umfanges des Rohrquerschnittes an diesem entlang strömt. Dies ist besonders bei einem linsenförmigen Querschnitt des Rohres der Fall.
Im Gegensatz dazu ergeben sich bei einem im Querschnitt kreisrunden Rohr, wie sie bisher verwendet wurden, im unteren und oberen Bereich des Querschnittes Zonen, in denen sich praktisch Toträume ergeben, in denen es praktisch zu keinem Austausch des durch das Heizmedium erwärmten Speicherwassers kommt. Es ergibt sich daher, dass nur ein Teil des Umfanges des Rohres bei kreisrunden Rohren tatsächlich vom nach oben strömenden Speicherwasser umströmt wird, dadurch ergibt sich auch ein nur mässiger Wärmefluss vom Heizmedium zum Speicherwasser. Dabei beträgt bei kreisrunden Rohren der Bereich mit guter Konvektion nur ca. den halben Umfang des Rohres.
Bei den erfindungsgemäss vorgesehenen Rohren mit ovalem oder linsenförmigem Querschnitt trägt dagegen der gesamte Umfang zum Wärmeübergang durch Konvektion bei, wodurch ein sehr guter Wärmeübergang erzielt wird und sich keine benachteiligten Zonen beziehungsweise Zonen ergeben, in denen sich praktisch keine Strömung des Speicherwassers ergibt.
Ausserdem lassen sich Rohre mit ovalem oder linsenförmigem Querschnitt bei gleichem lichten Querschnitt leichter um eine zur längeren Achse des Querschnittes parallele Achse biegen als Rohre mit kreisrundem Querschnitt.
Durch die Merkmale des Anspruches 2 ergibt sich der Vorteil eines besonders guten Wärmeüberganges vom Heizmedium zum Inhalt des Speichers. Dies ist dadurch bedingt, dass sich mehrere, im Wesentlichen konzentrische Zonen ausbilden, in denen das Speicherwasser durch Konvektion aufsteigt, wodurch einerseits die Ausbildung besonders warmer Zonen im Speicher vermieden wird. Ausserdem ergibt sich dadurch auch eine Erhöhung des Wirkungsgrades.
Durch die Merkmale der Ansprüche 3 oder 4 ergeben sich einfache Konstruktionen, mit denen sich mehrere konzentrische Zonen ergeben, in denen das Speicherwasser aufgrund der Konvektion aufsteigt.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 schematisch einen Querschnitt eines Rohres einer bekannten Heizwendel,
Fig. 2 einen Querschnitt eines Rohres einer erfindungsgemässen Rohrwendel,
Fig. 3 und 4 verschiedene Ausführungsformen erfindungsgemässer Heizwendeln und
Fig. 5 einen Speicher mit einer erlindungsgemässen Heizwendel.
Gleiche Bezugszeichen bedeuten in allen Figuren gleiche Einzelheiten.
Bei einem bekannten Rohr 1 mit kreisrundem Querschnitt gemäss der Fig. 1 kommt es beim Vorbeiströmen von in einem Speicher befindlichem kühlerem Wasser auf Grund von Konvektion zur Ausbildung von Zonen B mit nur schlechtem Wärmeübergang vom warmem Rohr auf das umgebende kühlere Wasser des Speichers, wobei sich diese Zonen B im unteren und oberen Bereich des Querschnittes des Rohres 1 befinden. Weiter bilden sich zu beiden Seiten des Rohres 1 Zonen A aus, in denen sich ein guter Wärmeübergang zwischen einem im Rohr 1 strömenden Heizmedium und dem in einem Speicher befindlichen kühleren Wasser ergibt.
Bei dem in der Fig. 2 dargestellten Rohr 2 für eine erfindungsgemässe Heizwendel ist ein linsenförmiger Querschnitt vorgesehen, dessen längere Achse 3 im Wesentlichen vertikal verläuft. Bei einem solchen Querschnitt ist sichergestellt, dass sich fast über den gesamten Umfang des Querschnittes Zonen A mit gutem Wärmeübergang ausbilden.
Die Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemässe Rohrwendel 4, bei der das Rohr 2 in Windungen 5 mit von einem Ende 14 zum anderen 15 sich kontinuierlich ändernden Durchmesser gewic kelt ist. Dabei ist das Rohr 2, das einen linsenförmigen Querschnitt aufweist, um eine Achse 16 gewickelt, die parallel zur längeren Achse 3 des Querschnittes des Rohres 2 verläuft.
Bei der Heizwendel 6 nach der Fig. 4 wechseln einander Windungen 7 mit grösserem Radius mit Windungen 8 mit kleinerem Radius ab.
Bei beiden Ausführungsformen von erfindungsgemässen Heizwendeln 4 und 6 nach den Fig. 3 und 4 ist sichergestellt, dass das zu erwärmende Wasser in mehreren konzentrischen Zonen erwärmt werden kann, sodass das Wasser in konzentrischen Bereichen durch Konvektion hochsteigen kann.
Wie aus der Fig. 5 zu ersehen ist, ist ein Speicher 9 mit im Wesentlichen zylindrischer Gestalt mit einem bis in dessen unteren Bereich reichenden Zulauf 10 und einem von dessen obersten Bereich wegführenden Ablauf 11 versehen.
In diesem Speicher 9 ist eine erfindungsgemässe Heizwendel 6 angeordnet, die mit zwei Rohranschlüssen 12, 13 versehen ist und von einem von einem Durchlauferhitzer stammenden Heizmedium durchströmt ist.
Das im Inneren 17 des Speichers 9 befindliche Wasser wird durch das die Heizwendel 6 durchströmende Heizmedium erwärmt, wodurch das Speicherwasser durch Konvektion im Bereich der Windungen 7, 8 der Heizwendel 6 hochsteigt. Dabei kommt es auf Grund der konvektiven Strömung zu einer Erwärmung des gesamten Inhaltes des Speichers 9.
The invention relates to a heating coil for an indirectly heated water reservoir according to the preamble of claim 1.
In known heating coils of the type mentioned in the introduction, the heating coils are made from tubes with circular cross sections. With such pipes, however, there is only insufficient heat transfer from the heating medium flowing in the heating coil to the content of the storage to be heated.
The aim of the invention is to avoid this disadvantage and to propose a heating coil of the type mentioned in the introduction, in which a good heat transfer from the heating medium to the storage content to be heated is ensured.
According to the invention, this is achieved in a heating coil of the type mentioned at the outset by the characterizing features of claim 1.
The proposed measures ensure that the water to be heated that flows upward by convection on the turns of the heating coil flows along a large part of the circumference of the pipe cross section. This is particularly the case with a lenticular cross section of the tube.
In contrast to this, in the case of a tube with a circular cross section, as has been used up to now, there are zones in the lower and upper region of the cross section in which there are practically dead spaces in which there is practically no exchange of the storage water heated by the heating medium. It therefore follows that only a part of the circumference of the tube in the case of circular tubes is actually flowed around by the storage water flowing upwards, which also results in only a moderate heat flow from the heating medium to the storage water. In the case of circular pipes, the area with good convection is only about half the circumference of the pipe.
In the case of the tubes with oval or lenticular cross section provided according to the invention, on the other hand, the entire circumference contributes to heat transfer by convection, as a result of which very good heat transfer is achieved and there are no disadvantaged zones or zones in which there is practically no flow of the storage water.
In addition, tubes with an oval or lenticular cross section can be bent more easily around an axis parallel to the longer axis of the cross section with the same clear cross section than tubes with a circular cross section.
The features of claim 2 result in the advantage of a particularly good heat transfer from the heating medium to the content of the memory. This is due to the fact that several, essentially concentric zones are formed in which the storage water rises through convection, which on the one hand avoids the formation of particularly warm zones in the storage. This also results in an increase in efficiency.
The features of claims 3 or 4 result in simple constructions with which there are several concentric zones in which the storage water rises due to the convection.
The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing.
Show:
1 schematically shows a cross section of a tube of a known heating coil,
2 shows a cross section of a tube of a tube coil according to the invention,
3 and 4 different embodiments of heating coils according to the invention and
Fig. 5 shows a memory with a heating coil according to the invention.
The same reference numerals mean the same details in all figures.
In a known pipe 1 with a circular cross-section according to FIG. 1, when flowing past cooler water in a store due to convection, zones B are formed with only poor heat transfer from the warm pipe to the surrounding cooler water of the store, whereby these zones B are located in the lower and upper region of the cross section of the tube 1. Furthermore, zones A are formed on both sides of the tube 1, in which there is a good heat transfer between a heating medium flowing in the tube 1 and the cooler water located in a reservoir.
In the tube 2 shown in FIG. 2 for a heating coil according to the invention, a lenticular cross section is provided, the longer axis 3 of which extends essentially vertically. With such a cross section, it is ensured that zones A with good heat transfer form over almost the entire circumference of the cross section.
Fig. 3 shows a tube coil 4 according to the invention, in which the tube 2 is coiled in turns 5 with from one end 14 to the other 15 continuously changing diameter. The tube 2, which has a lenticular cross section, is wound around an axis 16 which runs parallel to the longer axis 3 of the cross section of the tube 2.
In the heating coil 6 according to FIG. 4, turns 7 with a larger radius alternate with turns 8 with a smaller radius.
In both embodiments of heating coils 4 and 6 according to the invention according to FIGS. 3 and 4 it is ensured that the water to be heated can be heated in several concentric zones, so that the water can rise in concentric areas by convection.
As can be seen from FIG. 5, a reservoir 9 with an essentially cylindrical shape is provided with an inlet 10 reaching into its lower region and an outlet 11 leading away from its uppermost region.
Arranged in this store 9 is a heating coil 6 according to the invention, which is provided with two pipe connections 12, 13 and through which a heating medium originating from a continuous-flow heater flows.
The water located in the interior 17 of the reservoir 9 is heated by the heating medium flowing through the heating coil 6, as a result of which the storage water rises by convection in the region of the windings 7, 8 of the heating coil 6. Due to the convective flow, the entire contents of the memory 9 are heated.