DD229204A1

DD229204A1 - HEAT TRANSFER DEVICE, ESPECIALLY FOR SHOWER WATER WATER USE

Info

Publication number: DD229204A1
Application number: DD26964484A
Authority: DD
Inventors: Juergen Moeckel; Juergen Lang; Gunter Schertz
Original assignee: Bauakademie Der Ddr Inst F Mil
Priority date: 1984-11-20
Filing date: 1984-11-20
Publication date: 1985-10-30

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Waermeuebertragungsvorrichtung, die grundsaetzlich zur waermeenergetischen Nutzung bzw. Auskuehlung von fluessigen Waermequellenmedien verwendbar ist. Vorzugsweise ist die Vorrichtung aber zur effektiven Waermerueckgewinnung aus Abwaessern, insbesondere aus Duschabwaessern, geeignet. Die Vorrichtung gewaehrleistet auch guenstige Realisierungsbedingungen in Rekonstruktionsobjekten. Ziel der Erfindung ist es im wesentlichen, eine maximale bzw. extrem hohe Belegungsdichte der Waermeuebertragungselemente, optimale Waermeuebertragungsverhaeltnisse sowie eine platz- und massesparende Bauausfuehrung zu ermoeglichen. Erfindungsgemaess wird die Vorrichtung dazu aus zwei gegenueberliegenden kammfoermig gestalteten und voneinander getrennten Waermeuebertragungssegmenten mit einer Vielzahl Waermeuebertragungsrohren, die rechtwinklig zu einem mit zwei Stroemungskanaelen versehenen Vor- und Ruecklaufverteiler und parallel zueinander angeordnet sind, gebildet. Die Waermeuebertragungsrohre besitzen an einem Ende keinerlei kraft- oder formschluessige Verbindungen zu anderen Vorrichtungsteilen. Die beiden Kammsegmente lassen sich in einer Ebene, in zwei uebereinander befindlichen oder in zwei gekreuzten Ebenen installieren. Fig. 1The invention relates to a heat transfer device, which is used in principle for the heat energy use or Auskuehlung of liquid heat source media. Preferably, however, the device is for the effective heat recovery from waste waters, especially from Duschabwaessern suitable. The device also ensures favorable realization conditions in reconstruction objects. The aim of the invention is essentially to allow a maximum or extremely high occupancy density of the heat transfer elements, optimal heat transfer conditions and a space and mass-saving construction. According to the invention, the device is for this purpose formed of two opposite comb-shaped and separate heat transfer segments with a plurality of heat transfer tubes, which are arranged perpendicular to a two flow channels and forward and return manifold and arranged parallel to each other. The heat transfer tubes have no force or formschlüssige connections to other device parts at one end. The two comb segments can be installed in one plane, in two superimposed planes or in two crossed planes. Fig. 1

Description

Wärmeübertragungsvorrichtung, insbesondere zur DuschabwasserwärmenutzungHeat transfer device, in particular for shower wastewater heat utilization

Field of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wärmeübertragungsvorrichtung, die aus zwei kammförmigen Wärmeübertragungssegmenten mit einer Vielzahl Wärmeübertragungsrohren besteht und grundsätzlich für eine wärmeenergetische Hutzung bzw· Auskühlung sowohl von unverschmutzten als auch verunreinigten flüssigen Wärmequellenmedien, in denen Korrosions-, Inkrustations- und/oder Belagbildungskatalysatoren enthalten sind, verwendbar ist. Vorzugsweise ist die Vorrichtung aber zur effektiven Wärmerückgewinnung aus Abwässern, insbesondere aus Duschabwässern, geeignet·The invention relates to a heat transfer device, which consists of two comb-shaped heat transfer segments with a plurality of heat transfer tubes and basically for heat energy utilization or cooling of both unpolluted and contaminated liquid heat source media in which corrosion, incrustation and / or deposit formation catalysts are included is usable. However, the device is preferably suitable for effective heat recovery from wastewaters, in particular from shower wastewaters.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Es sind zahlreiche Wärmetauscher bekannt, bei denen eines der Wärmetauschmittel in einem fortlaufenden Film oder tropfenweise über die Wärmetauschkanäle fließt. Derartige Wärmetauscher werden hauptsächlich zur Rückkühlung von Kühlwässern (ζ·Β· Rieselkühlaggregate) sowie zur Rückgewinnung von Duschabwasserwärme unmittelbar am Anfallort benutzt· Der diesbezüglich fortgeschrittenste Stand der Technik wird u.a. durch die Erfindungsschriften DD-WP 210568, US-PS 3835920, DD-WP 206511, SE-OS 412111, DE-OS 2855558 und DE-OS 3202910 dokumentiert. Diese Prinziplösungen beinhalten unterschiedliche Anordnungen konventioneller rohr- oder plattenförmiger Elemente zur Wärmeübertragung. Im DD-WP 210568 wird z.B. vorgeschlagen, die Wärmeübertragungsrohre reihenweise so übereinander anzubringen, daß sich die Mittelpunkte der höher gelegenen Rohre über den Mittelpunkten des Mittenabstandes der Characteristic of known technical solutions Numerous heat exchangers are known, in which one of the heat exchange medium flows in a continuous film or dropwise over the heat exchange channels. Such heat exchangers are mainly used for the recooling of cooling water (ζ · Β · Rieselkühlaggregate) and for the recovery of shower waste heat directly at the place of occurrence · The most advanced state of the art in this regard is inter alia by the invention DD-WP 210568, US-PS 3835920, DD-WP 206511 , SE-OS 412111, DE-OS 2855558 and DE-OS 3202910 documented. These principle solutions include different arrangements of conventional tubular or plate-shaped elements for heat transfer. In DD-WP 210568, for example, it is proposed to install the heat transfer tubes in rows one above the other so that the centers of the higher tubes above the centers of the center distance of

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zwei tiefer nebeneinander liegenden Rohre befinden. Die Rohre sind rechtwinklig an jeweils einen Vor- und Rücklaufverteilerkanal angeschlossen· Diese Gestaltungsvariante gewährleistet durch das schrittweise, von Rohr zu Rohr erfolgende Abtropfen des auszukühlenden Mediums zwar akzeptable WärmeÜbertragungsverhältnisse, beansprucht aber infolge der sehr großen horizontalen und vertikalen Rohrabstände, welche sich aus anordnungs- und fertigungsbedingten Gründen nicht vermeiden lassen, einen beträchtlichen Platzbedarf· Desweiteren ist das Gesamtsystem nur mit dem Kompromiß erheblicher Material- und Pertigungsaufwendungen realisierbar· Ähnliche Funktions- und Einsatzkriterien weist beispielsweise auch der in der US-PS 3835920 offengelegte Wärmetauscher mit haarnadelartig ausgebildeten Rohrelementen auf.two lower adjacent tubes are located. The pipes are connected at right angles to a respective supply and return distribution channel · Although this design variant ensures acceptable heat transfer ratios due to the stepwise, from tube to tube dropping the medium to be cooled, but claims due to the very large horizontal and vertical pipe distances, which from arrangement and The overall system can only be realized with the compromise of considerable material and production costs. Similar functional and application criteria are also exhibited, for example, by the heat exchanger disclosed in US Pat. No. 3,835,920 with tube elements formed like hairpins.

Das im DD-WP 206511 vorgestellte Wirkprinzip einer Duschtasse zur Wärmerückgewinnung enthält unterhalb eines Trittrostes einen in der Duschabwasserauffangwanne aufgeständerten Wärmetauscher, vorzugsweise einen üblichen Plattenwärmeübertrager bzw. Plattenheizkörper, der zur Durchführung von Reinigungstätigkeiten anhebbar oder entnehmbar ausgeführt ist. Der Überlauf für die Ableitung des verbrauchten Duschwassers ist dabei so in der Auffangwanne angebracht, daß sich ein konstanter Abwasserspiegel, der etwas über der WärmetauscherOberkante liegt, ausbildet. Aufgrund der geringfügigen Abwasserbewegungen bzw. turbülenzen ergeben sich nur relativ kleine REXUOLDS-Zahlen und damit niedrige Wärmeübergangskoeffizienten, wodurch die Wärmeübertragungsleistung wesentlich eingeschränkt wird· Nachteilig ist gleichzeitig, daß der Wärmetauscher einerseits wegen der starken Aggressivität des Duschabwassers und andererseits wegen des im Wärmetauscher fließenden und hygienisch einwandfrei zu haltenden frisch- bzw· Trinkwassers aus nicht korrodierenden Stahlmarken oder einfachen.Baustählen mit sehr kostenintensiver innerer und äußerer Oberflächenschutzbehandlung hergestellt werden muß· Diese Anforderungen hinsichtlich des Korrosionsschutzes gelten auch für,den in der SE-OS 412111 beschriebenen Rohrwärmetauscher , welcher ebenfalls in der Auffangwanne für das ver-The proposed in DD-WP 206511 working principle of a shower tray for heat recovery contains below a step grate elevated in the shower sump tray heat exchanger, preferably a conventional plate heat exchanger or plate heater, which is designed to carry out cleaning activities liftable or removable. The overflow for the discharge of the used shower water is mounted in the sump so that a constant waste water level, which is slightly above the heat exchanger upper edge, forms. Due to the slight sewer movements or turbulences, only relatively small REXUOLDS numbers and thus low heat transfer coefficients, whereby the heat transfer performance is significantly limited · The disadvantage is that the heat exchanger on the one hand because of the strong aggressiveness of the shower waste water and on the other hand because of flowing in the heat exchanger and hygienic must be made with very costly inner and outer surface protection treatment · These requirements with respect to the corrosion protection also apply to, the pipe heat exchanger described in SE-OS 412111, which also in the Drip tray for the

brauchte Duschwasser installiert ist. Da zur Herstellung einer druckdichten Schraub- oder Schweißverbindung zwischen den Wärmeübertragerrohren und dem Vor- und Rücklaufverteilerkanal ein recht großer paralleler lindestabstand von Rohr zu Rohr benötigt wird, ist keine optimale Belegungsdichte bzw, Wärmeübertragungsfläche erzielbar. Die spezifischen Materialkosten, bezogen auf die voll nutzbare Übertragungsflache, sind wie bei der vorhergehend erläuterten Erfindung auch hier als nicht zufriedenstellend zu bezeichnen·Needed shower water is installed. Since a fairly large parallel minimum distance from tube to tube is required for producing a pressure-tight screwed or welded connection between the heat exchanger tubes and the supply and return distributor channel, no optimal filling density or heat transfer surface can be achieved. The specific material costs, based on the fully usable transfer surface, are again unsatisfactory here, as in the previously explained invention.

Die in der DE-OS 2855558 dargestellte Wärmerückgewinnungsanlage an einer Duscheinrichtung, bei der die Wärmeübertragungsrohre im Boden der Duschwanne integriert sind, besitzt eine große Wärmeübertragungsfläche· Die Wärmeübertragungsleistung wird jedoch auch bei solcher Konstruktion durch den zusätzlichen Wärmeleitwiderstand der die Rohre umgebenden Bauhülle enorm vermindert· Diese Anordnung ist für einen nachträglichen Einbau bzw· für Rekonstruktionen ungeeignet, was gleichfalls für die in der DE-OS 3202910gezeigten Duschanlage zutrifft. Der Wärmetauscher befindet sich hierbei unterhalb der Duschabwasserauffangwanne und wird von dort mit Duschabwasser beschickt« Um die Außenflächen des Wärmetauschers strömt das für den erneuten Duschvorgang vorzuwärmende Frischwasser. Diese Lösung ist besonders durch ungünstige Reinigungsmöglichkeiten und hochwertigen Materialeinsatz bzw. Oberflächenschutz des Wärmetauschers gekennzeichnet. Ferner muß eine aufwendige Abdichtung zwischen Duschwanne und dem Durchflußbereich des Frischwassers vorgesehen werden, um ein Eindringen von Duschabwasserbestandteilen in den Frischwasserstrom zu verhindern.The heat recovery system shown in DE-OS 2855558 on a shower device, in which the heat transfer tubes are integrated in the bottom of the shower tray, has a large heat transfer surface · The heat transfer performance is, however, also in such a construction by the additional heat resistance of the pipes surrounding construction enormously reduced · This Arrangement is unsuitable for retrofitting or for reconstructions, which also applies to the shower system shown in DE-OS 3202910. The heat exchanger is in this case below the shower drain pan and is supplied from there with shower waste water «around the outer surfaces of the heat exchanger flows to be reheated for re-showering fresh water. This solution is particularly characterized by unfavorable cleaning options and high-quality use of materials or surface protection of the heat exchanger. Furthermore, a complex seal between the shower tray and the flow area of the fresh water must be provided to prevent penetration of Duschabwasserbestandteilen in the fresh water flow.

Diese Analyse des Standes der Technik verdeutlicht, daß es bisher noch nicht gelungen ist, ein allseits effektives technischökonomisches Wärmeübertragungssystem für die Rückkühlung von Kühlwässern und die Rückgewinnung von Duschabwasserwärme zu entwickeln.This analysis of the prior art illustrates that it has not yet been possible to develop a universally effective technical-economical heat transfer system for the recooling of cooling waters and the recovery of shower waste heat.

Object of the invention

Die Erfindung hat den Zweck, eine Wärmeübertragungsvorrichtung zu finden, welche sich gegenüber den bisher bekannten Lösungen im wesentlichen durch eine maximale bzw. extrem hohe Belegungsdichte der Wärmeübertragungselemente sowie durch optimale Wärmeübertragungsverhältnisse auszeichnet und darüber hinaus eine fertigungstechnisch günstigere, platz- und massesparendere sowie für Neuinstallationen und Rekonstruktionen gleichermaßen einfach realisierbare Bauausführung ermöglicht·The invention has the purpose of finding a heat transfer device, which is characterized over the previously known solutions essentially by a maximum or extremely high occupancy of the heat transfer elements and optimal heat transfer conditions and beyond a manufacturing technology favorable, space and massesparendere and for new installations and Reconstructions equally easy to realize construction allows ·

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt gemäß vorgenannter Zielstellungen die Aufgabe zugrunde, die Wärmeübertragungsvorrichtung, insbesondere zur Duschabwasserwärmenutzung, so zu konzipieren, daß unter Verwendung herkömmlicher Wärmeübertragungselemente ein reinigungsfreundliches Gesamtsystem mit minimalem räumlichen und flächenmäßigen Anordnungsbedarf sowie geringstem Herstellungsaufwand geschaffen wird· Weiterhin soll die komplette Vorrichtung zwecks Verbesserung der Zugänglichkeit bzw, der Verkürzung von Wartungsund Pflegearbeiten unkompliziert montierbar sowie demontierbar sein und für deren Wärmeübertragungselemente ein Einsatz von Baustählen oder niedrig legierten Stählen mit einfacher konventioneller Oberflächenschutzbehandlung ermöglicht werden.The invention is in accordance with the aforementioned objectives, the object to design the heat transfer device, especially for Duschabwasserwärmenutzung so that using conventional heat transfer elements, a cleaning-friendly overall system with minimal spatial and surface arrangement requirements and minimum production costs is created · Furthermore, the entire device to improve the accessibility or, the shortening of maintenance and care work can be easily assembled and disassembled and for their heat transfer elements, a use of structural steels or low alloy steels are made possible with simple conventional surface protection treatment.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, indem die Wärmeübertragungsvorrichtung aus zwei gegenüberliegenden und voneinander getrennt gestalteten kammförmigen Wärmeübertragungssegmenten mit einer Vielzahl Wärmeübertragungsrohren, die rechtwinklig zu einem mit zwei Strömungskanälen versehenen Vor- und Rücklaufverteiler und parallel zueinander angeordnet sind, gebildet werden. Die einzelnen Wärmeübertragungsrohre dieser Kammsegmente sind an einem Ende mit jeweils einem Vor- und Rücklaufverteiler durch eine Gewindepaarung oder Schweißung zusammengefügt und am anderen Ende, welches keinerlei kraft- oder formschlüssige Verbindung zu weiteren Vorrichtungsteilen besitzt, mit einem Verschlußstück abgedichtet· In die metallischen Wärmeübertragungsrohre wird jeweils ein weiteres Rohr, vorzugsweise aus massege-According to the invention, the object is achieved by forming the heat transfer device from two opposing and separately shaped comb-shaped heat transfer segments with a plurality of heat transfer tubes, which are arranged perpendicular to a two-channel flow and return manifold and arranged parallel to each other. The individual heat transfer tubes of these comb segments are joined at one end with a respective forward and return manifold by a thread pairing or welding and sealed at the other end, which has no positive or positive connection to other parts of the device with a closure piece · In the metallic heat transfer tubes respectively another tube, preferably of mass

ringen und biegesteifen oder elastischen Plastwerkstoffen, soweit koaxial eingeführt, daß ein zur Umlenkung des Kühl- bzw. Hutzwasserstromes erforderlicher Durchlaßquerschnitt zwischen dem Verschlußstück und der Stirnfläche des eingeschobenen Rohres erhalten bleibt· Die in den Wärmeübertragungsrohren befindlichen Rohre werden zum Vor- und Rücklaufverteiler geführt, der sich ζ·Β. aus einem Außenrohr und einem zentrisch oder konzentrisch eingebrachten Innenrohr zusammensetzt, und an das dortige Innenrohr angeschlossen. Bei einer Vor- und Rücklaufverteilervariante, die z.B. aus zwei Profilstangen besteht, zweckmäßigerweise aus genormten Hutprofilen, sind die in die Wärmeübertragung srohre hineinragenden Rohre rechtwinklig an einem Plaste- bzw. Elastestreifen, vorzugsweise aus weichen Materialsorten hergestellt, klebe- oder schweißtechnisch befestigt. Dieser Streifen wird zwischen den Längsflanschen der beiden, miteinander zu verschraubenden Hutprofile eingelegt und fun- _N giert damit sowohl als Abdichtelement gegenüber der Atmosphäre als auch zur Bildung bzw. Trennung der Strömungskanäle für den Frisch- bzw. Hutzwasserstrom.wrestle and rigid or elastic plastic materials, insofar as coaxially introduced that a required for deflecting the cooling or Hutzwasserstromes passage cross section between the closure member and the end face of the inserted tube is maintained · The tubes located in the heat transfer tubes are fed to the flow and return manifold, the yourself ζ · Β. composed of an outer tube and a centrally or concentrically introduced inner tube, and connected to the local inner tube. In a flow and return manifold variant, which consists for example of two profile bars, suitably from standard hat profiles, the pipes projecting into the heat transfer tubes are at right angles to a plastic or elastic strips, preferably made of soft material, adhesive or welding technology attached. This strip is between the longitudinal flanges of the two with each other is inserted to be screwed hat profiles and fun- _N alternates so that both sealing towards the atmosphere and the formation or separation of the flow channels for fresh or Hutzwasserstrom.

Alle inneren Rohre der beiden kammförmigen Wärmeübertragungssegmente übernehmen die Führung des kalten Frisch- bzw. Hutzwassers· Alle Ringkanäle, die durch die Innen- und Außenrohre gebildet werden, dienen zur Führung des zum Hutzungs- bzw. Verbrauchsort fließenden vorgewärmten Frisch- bzw. Hutzwassers.All inner tubes of the two comb-shaped heat transfer segments take over the leadership of the cold fresh or Hutzwassers · All ring channels, which are formed by the inner and outer tubes, serve to guide the Hutzungs- or consumption place flowing preheated fresh or Hutzwassers.

Erfindungswesentlich ist weiterhin, daß die lichten Abstände der Wärmeübertragungsrohre etwas größer als deren Außendurchmesser gehalten Werden, wodurch alle Wärmeübertragungsrohre der Kammsegmente in einer Ebene ineinandergreifend oder in zwei bzw. sich kreuzenden Ebenen aneinander vorbeibewegbar angeordnet werden können. Es besteht ferner die Möglichkeit, die Abstände zwischen den Wärmeübertragungsrohren bei beiden kammförmigen Wärmeübertragungssegmenten auf ein fertigungsbedingtes Minimum zu bringen. Durch ein Aufeinanderlegen dieser Kammsegmente, versetzt um den halben Abstand zwischen den Mittelpunkten zweier Wärmeübertragungsrohre, wird eine größtmögliche Wärmeübertra-It is also essential to the invention that the clearances of the heat transfer tubes are kept slightly larger than their outer diameter, whereby all heat transfer tubes of the comb segments can be arranged in one plane in an intermeshing manner or in two or intersecting planes. It is also possible to bring the distances between the heat transfer tubes in both comb-shaped heat transfer segments to a production-related minimum. By stacking these comb segments, offset by half the distance between the centers of two heat transfer tubes, the greatest possible heat transfer is achieved.

gungsflache bei außerordentlich geringem Platzbedarf erreicht· Zu dem wird ein langer und intensiver Kontakt zwischen dem tropfen- oder filmweise an den Wärmeübertragungsrohren herablaufenden Wärmequellenmedium gewährleistet· Infolge der vorhandenen Herstellungstoleranzen, d.h. die aus der Fertigung der Halbzeuge und der kammförmigen Wärmeübertragungssegmente resultierenden Form- und Lageabweichungen (Rundlauf, Ebene, Parallelität, Winkligkeit), «ergeben sich zwangsläufig ausreichende Durchlaßquerschnitte für wenig verschmutzte Wärmequellenmedien, insbesondere für auszukühlende Kühlwasser. Bei stark verunreinigten Abwässern ist allerdings ein geringer, bewußt zu gestaltender Abstand zwischen den Außendurchmessern der oberen und unteren Wärmeübertragungsrohre durch entsprechende Abstandhalter oder Distanzauflager vorzusehen·In addition, a long and intensive contact is ensured between the drop-wise or film-wise running down on the heat transfer tubes heat source medium · Due to the existing manufacturing tolerances, i. the resulting from the production of the semi-finished products and the comb-shaped heat transfer segments shape and position deviations (concentricity, plane, parallelism, angularity), «inevitably provide sufficient flow cross sections for less polluted heat source media, especially for auskühlende cooling water. In the case of heavily contaminated wastewaters, however, a small, deliberately to be designed distance between the outer diameters of the upper and lower heat transfer tubes by appropriate spacers or distance support is provided ·

Eine zusätzliche Steigerung der Gesamt-Wärmeübertragungsleistung läßt sich bei einer derartigen Ausführung erfindungsgemäß dadurch erzielen, indem die unteren Wärmeübertragungsrohre teilweise vom Wärmequellenmedium ständig umgeben sind« Dazu wird beispielsweise der Auslauf einer Duschwanne so gelegt, daß der Duschabwasserspiegel bis höchstens zum Höhenniveau der horizontalen Mittelachsen der Wärmeübertragungsrohre des unteren Kammsegmentes steigt« Diese leistungssteigernde Maßnahme ist auch bei der Anordnung von kammförmigen Wärmeübertragungssegmenten in einer waagerechten Ebene sehr wirksam anwendbar.An additional increase in the total heat transfer performance can be achieved in such an embodiment according to the invention by the lower heat transfer tubes are partially surrounded by the heat source medium constantly "For this purpose, for example, the outlet of a shower tray is set so that the Duschabwasserspiegel to at most the height level of the horizontal central axes of the heat transfer tubes of the lower comb segment increases "This performance-enhancing measure is also very effective in the arrangement of comb-shaped heat transfer segments in a horizontal plane.

Der einfache konstruktive Aufbau der erläuterten Vorrichtungsvarianten garantiert neben der günstigen Heinigungsfähigkeit, die besonders bei schwenkbar gestalteten Kammsegmenten vorliegt, auch eine technisch, technologisch und ökonomisch vorteilhafte Oberflächenschutzbehandlung· Es sind z.B. vorgefertigte Wärmeübertragungsrohre mit Außen- und Innenverzinkung einsetzbar. Auch bei schweißtechnisch ausgeführten Rohrverbindungen lassen sich die kammförmigen Wärmeübertragungssegmente im Gegensatz zu bekannten Platten- oder Rohrwärmeübertragern aus Baustählen oder niedrig legierten Stahlsorten in qualitäts-The simple structural design of the illustrated device variants guaranteed in addition to the favorable heatability, which is particularly present in pivotally shaped comb segments, also a technically, technologically and economically advantageous surface protection treatment. prefabricated heat transfer tubes with external and internal galvanizing used. Even in the case of welded pipe connections, the comb-shaped heat transfer segments, in contrast to known plate or tube heat exchangers, can be made from structural steels or low-alloyed steel grades in quality

gerechter Weise schützen, beispielsweise durch Galvanisieren oder Inhibitorlösungen· Dies betrifft vorrangig die Prinziplösung, bei der der Vor-und Rücklaufverteiler aus Hutprofilen gebildet wird·protect in a fair manner, for example by electroplating or inhibitor solutions · This concerns primarily the principle solution in which the supply and return manifolds are formed from hat profiles.

Ausföhrungsbeispiel

Nachfolgend wird die erfindungsgemäße Lösung anhand einer Duscheinrichtung mit Wärmerückgewinnung näher erläutert.The solution according to the invention is explained in more detail below with reference to a shower device with heat recovery.

In den Zeichnungen zeigen:In the drawings show:

Fig,:1: Die Schnittansicht einer Duscheinrichtung mit erfindungsgemäßer Wärmeübertragungsvorrichtung entsprechend Linie H-II der KLg. 2Fig. 1: The sectional view of a shower device with inventive heat transfer device according to line H-II of KLg. 2

Fig· 2: Die Schnittansicht nach Linie I-I der Fig. 1 (ohne gezeichnetes Trittrost 5)FIG. 2: the sectional view according to line I-I of FIG. 1 (without drawn step 5)

Fig. 3: Die Schnittansieht nach Linie HI-III der Fig. 2 Fig. 4: Die Schnittansieht nach Linie IV-IV der Fig. 33: The section is taken along the line HI-III of FIG. 2 FIG. 4: The section is taken along the line IV-IV of FIG. 3

Fig. 5: Eine Schnitt ansieht einer erfindungsgemäßen Vor- und Rücklaufverteilervariante mit HutprofilenFig. 5: A section views of a flow and return manifold variant according to the invention with hat profiles

Fig. 6: Die Schnittansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung der WärmeübertragungsvorrichtungFig. 6: The sectional view of another embodiment of the invention of the heat transfer device

Fig. 7: Die Schnittansicht nach Linie V-V der Fig. 6FIG. 7: The sectional view along line V-V of FIG. 6

Fig. 8: Die Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Wärmeübertragungsvorrichtung mit spezieller Anordnung des AbwasserwannenauslaufesFig. 8: The sectional view of a heat transfer device according to the invention with a special arrangement of the waste water tub outlet

Die in Fig· 1 skizzierte Duscheinrichtung besitzt eine in der Abwasserwanne 4 installierte Wärmeübertragungsvorrichtung, die von zwei unter einem Trittrost 5 befindlichen kammförmigen Wärmeübertragungssegmenten 1 gebildet wird, eine Dusche 6, eine Mischbatterie 7 und einen Abwasserwannenauslauf 8. Die beiden kammförmigen Wärmeübertragungssegmente 1 sind gegenüberliegend und voneinander getrennt installiert. Sie werden in die Abwasserwanne 4 eingelegt oder bei Verwendung von Schwenklagern gegeneinander eingeklappt. Die Wärmeübertragungsrohre 3 könnenThe shower device sketched in FIG. 1 has a heat transfer device installed in the waste tub 4, which is formed by two comb-shaped heat transfer segments 1 under a step 5, a shower 6, a mixer 7 and a waste water outlet 8 installed separately. They are placed in the waste tub 4 or collapsed against each other when using pivot bearings. The heat transfer tubes 3 can

bei dieser Gestaltungsvariante aneinander vorbeibewegt werden und entweder in den gezeichneten geneigten Ebenen oder in einer nicht dargestellten waagerechten Ebene angeordnet werden·be moved past each other in this design variant and are arranged either in the drawn inclined planes or in a horizontal plane, not shown ·

Das beim Duschbetrieb durch den Trittrost 5 dringende und auf die Wärmeübertragungsrohre 3 der kammförmigen Wärmeübertragungssegmente 1 fallende Duschabwasser A gibt einen großen Teil seiner Wärmeenergie an das in den Vor- und Rücklaufverteiler eintretende kalte Frisch- bzw. Uutzwasser K₁ welches als vorgewärmtes Frisch- bzw· Hutzwasser V diesen wieder verläßt, ab· Das vorgewärmte Frisch- bzw· Nutzwasser wird zur Mischbatterie befördert, dort mit dem heißen Frisch- bzw. Hutzwasser H entsprechend gemischt und der Dusche 6 zugeführt. Durch einen derartigen Gesamtaufbau ergibt sich ein großer Wärmerückgewirinungseffekt, welcher im wesentlichen auf die große Belegungsdichte bzw· lärmeÜbertragungsfläche der Wärmeübertragungsrohre 3 zurückzuführen ist· Je nach spezieller Ausführungsform, von denen nachfolgend noch einige kurz erläutert werden, liegen die erzielbaren Energieeinsparungen durchschnittlich etwa zwischen 30 ... 40 %. Showering water A falling in the shower operation through the tread 5 and falling onto the heat transfer tubes 3 of the comb-shaped heat transfer segments 1 gives a large part of its heat energy to the cold fresh or plain water K ₁ which enters the supply and return manifold as preheated fresh or fresh water. Hutzwasser V leaves this again, from · The preheated fresh or · useful water is transported to the mixer tap, mixed there with the hot fresh or Hutzwasser H accordingly and the shower 6 supplied. Such a total construction results in a large heat recovery effect, which is essentially due to the large occupation density or noise transfer area of the heat transfer tubes 3. Depending on the specific embodiment, some of which are briefly explained below, the energy savings that can be achieved are on average between about 30. 40 %.

Die Wärmeübertragungsrohre 3 werden einerseits in Gewindebuchsen 10, die mit den Außenrohren 2 der beiden Vor- und Rücklaufverteiler verschweißt sind, eingeschraubt und andererseits durch ein ebenfalls einzuschraubendes Verschlußstüek 12 abgedichtet. Die in die Wärmeübertragungsrohre 3 koaxial eingeführten Frischwassereinlaufrohre 11 sind an einem Innenrohr 9 des Tor- und Rücklaufverteilers befestigt, vorzugsweise mittels einer Queroder Längspreßverbindung, und enden soweit vor den Verschlußstücken 12, daß ausreichende Querschnitte zur Umlenkung des kalten Frisch- bzw. Kutzwassers K vorliegen. Für diese Innenrohre sind bevorzugt Plaste- oder Elastewerkstoffe zu verwenden. Die besonderen Vorteile dieser einschraubbaren Wärmeübertragungsrohre 3 liegen darin, daß sie in vorgefertigter Form, z.B. mit Innen- und Außenverzinkung versehen, kostengünstig einsetzbar sind, eine wirksame sowie langzeitdauerbeständige Korro-The heat transfer tubes 3 are on the one hand in threaded bushings 10, which are welded to the outer tubes 2 of the two flow and return manifold, screwed and on the other hand sealed by a likewise screwed Verschlußstüek 12. The introduced into the heat transfer tubes 3 coaxial fresh water inlet pipes 11 are attached to an inner tube 9 of the gate and return manifold, preferably by means of a Queroder Längspreßverbindung, and end so far in front of the closure pieces 12 that sufficient cross sections for deflecting the cold fresh or Kutzwassers K are present. For these inner tubes are preferably plastic or Elastewerkstoffe to use. The particular advantages of these screw-in heat transfer tubes 3 are that they are in prefabricated form, e.g. provided with internal and external galvanizing, are inexpensive to use, an effective and long-term durable Korro-

sionsschutzschicht aufweisen und den vorgeschriebenen hygienischen Bedingungen für Frisch- bzw, Trinkwasserleitungen entsprechen. Eine ebenfalls sehr einfache und qualitätsgerechte Oberflächenschutzbehandlung ist bei der in Pig· 5 gezeigten Ausführung aufgrund der allseits zugänglichen Oberflächen durchführbar. Die WärmeÜbertragungsrohre 3 können deshalb auch an der Hutprofilleiste 21 angeschweißt sein.have protective coating and comply with the prescribed hygienic conditions for fresh water or drinking water pipes. A likewise very simple and quality-appropriate surface protection treatment is feasible in the embodiment shown in Pig · 5 due to the universally accessible surfaces. The heat transfer tubes 3 can therefore also be welded to the hat profile strip 21.

Der Vor- und Rücklaufverteiler ist in konstruktiv unkomplizierter Weise einerseits als Doppelmantelrohr und zum anderen als Parallelkanalrohr ausbildbar. Dieses Doppelmantelrohr, auf welchem sich der Trittrost 5 abstützt, besteht aus einem Aussenrohr 2 und einem darin koaxial angebrachten Innenrohr 9, welches durch einen Yerschlußdeckel 15 abgeschlossen und in diesem Bndbereich in einem am Außenrohr 2 befestigten Lagerflansch 17 gehalten wird.' Die im anderen Endbereich des Innenrohres 9 befindliche Halte- bzw. Abdichtscheibe 16 ist zwischen einem Druckflansch 18 und einem am Außenrohr 2 angeschweißten Verbindungsflansch 19 festgeklemmt, wodurch die Druckdichtheit gegenüber der Atmosphäre und die Trennung zwischen dem kälten und vorgewärmten Frisch- bzw. Nutzwasser K, V erreicht wird. Das aus dem Vor- und Rücklaufverteiler herausgeführte Innenrohr dient gleichzeitig als Anschlußstutzen 13 für den Zufluß des kalten Frischwassers K. Das Anschlußstück 14 für den Abfluß des vorgewärmten Frischwassers V ist am Außenrohr 2 angeordnet. Der als Parallelkanalrohr ausgelegte Vor- und Rücklaufverteiler setzt sich aus zwei Hutprofilleisten 21 zusammen. Der zwischen den Längsflanschen der Hutprofilleisten 21^lfestzuklemmende Plaste- bzw. Elastestreifen 20, der mit den Frischwassereinlaufrohren 11 zusammengefügt ist, bildet die beiden Strömungskanäle für das kalte sowie vorgewärmte Frisch- bzw. Hutzwasser K, V und fungiert außerdem als Abdichtelement gegenüber der Atmosphäre.The flow and return manifold can be formed in a structurally uncomplicated manner, on the one hand, as a double-jacket tube and, on the other hand, as a parallel-channel tube. This double-walled tube, on which the tread 5 is supported, consists of an outer tube 2 and a coaxially mounted therein inner tube 9, which is closed by a Yerschlußdeckel 15 and held in this Bndbereich in a mounted on the outer tube 2 bearing flange 17. ' The holding or sealing disc 16 located in the other end region of the inner tube 9 is clamped between a pressure flange 18 and a connection flange 19 welded to the outer tube 2, whereby the pressure-tightness with respect to the atmosphere and the separation between the cold and preheated fresh water K, V is reached. The led out of the supply and return manifold inner tube simultaneously serves as a connection piece 13 for the inflow of cold fresh water K. The fitting 14 for the discharge of preheated fresh water V is disposed on the outer tube 2. Designed as a parallel channel pipe flow and return manifold is composed of two Hutprofilleisten 21 together. Between the longitudinal flanges of the Hutprofilleisten 21 ^l to be clamped Plaste- or Elastestreifen 20 which is joined to the fresh-water inlet pipes 11, forms the two flow channels for the cold and pre-heated fresh or Hutzwasser K, V, and also acts as a sealing element against the atmosphere.

Eine spezielle und wärmeleistungsintensive Anordnung ist aus den Fig. 6 und 7 entnehmbar. Hierbei werden die kammförmigen WärmeübertragungsSegmente 1 so übereinander gelegt bzw. geklappt,A special and heat-intensive arrangement is shown in FIGS. 6 and 7 can be removed. Here, the comb-shaped heat transfer segments 1 are superimposed or folded,

daß sich die in der oberen Ebene liegenden Wärmeübertragungsrohre 3 auf denen der unteren Ebene, welche mittels einer Auflage 22 in der Horizontalen gehalten werden, abstützen· Daraus resultiert eine optimale Wärmeübertragungsfläche und eine sehr lange Kontaktzeit zwischen dem Duschabwasser A und den Wärmeübertragungsrohren 3· Infolge herstellungsbedingter Toleranzen ergibt sich zwischen den Außendurchmessern der Wärmeübertragungsrohre 3 zwangsläufig ein ausreichender Durchlaßquerschnitt für nicht oder nur geringfügig verunreinigte Wärmequellenmedien. Sind große Medienverschmutzungen zu verzeichnen, ist ein entsprechender Abstand zwischen den Außendurchmessern der oberen und unteren Wärmeübertragungsrohre 3 durch Anordnung einer weiteren Auflage 22, die dann das obere Wärmeübertragungssegment 1 abstützt, vorzusehen.that the lying in the upper level of heat transfer tubes 3 on those of the lower level, which are held by a support 22 in the horizontal support · This results in an optimal heat transfer surface and a very long contact time between the shower waste A and the heat transfer tubes 3 · As a result of production-related Tolerances results between the outer diameters of the heat transfer tubes 3 inevitably a sufficient flow area for no or only slightly contaminated heat source media. If large media soiling can be observed, a corresponding distance between the outer diameters of the upper and lower heat transfer tubes 3 by arranging a further support 22, which then supports the upper heat transfer segment 1 to provide.

In einer weiteren Detailvariante, die gleicüfälls sehr vorteilhafte Wärmeübertragungsverhältnisse absichert, sind z.B. die in einer horizontalen Ebene angeordneten Wärmeübertragungsrohre 3 bis höchstens zu ihrer waagerechten Mittelachse, von dem in der Abwasserwanne 4 angestauten Duschabwasser A ständig umgeben, was durch die skizzierte Lage des Abwasserwannenauslaufes 8 ermöglicht wird. Dieser Abwasserstau kann auch bei der in Fig. 6 und 7 dargestellten Vorrichtung vorgenommen werden, wobei der Abwasserwannenauslauf 8 in Höhe der waagerechten Mittelachsen der unteren Wärmeübertragungsrohre anzubringen ist.In a further detail variant which advantageously ensures very advantageous heat transfer conditions, e.g. arranged in a horizontal plane heat transfer pipes 3 to at most to its horizontal center axis, constantly surrounded by the accumulated in the waste water tub 4 shower waste A, which is made possible by the outlined position of the waste tub outlet 8. This wastewater accumulation can also be carried out in the apparatus shown in FIGS. 6 and 7, wherein the waste water tray outlet 8 is to be mounted at the level of the horizontal central axes of the lower heat transfer tubes.

Je nach Bedarf können die kammförmigen Wärmeübertragungssegmente 1 parallel oder senkrecht zur Dusche 6 eingesetzt werden. Es ist auch möglich, mehrere Segmentpaare übereinander oder nebeneinander zu installieren·Depending on requirements, the comb-shaped heat transfer segments 1 can be used parallel or perpendicular to the shower 6. It is also possible to install several pairs of segments one above the other or side by side ·

Claims

Erfindunftsanspruch

Heat transfer device, in particular for shower wastewater heat utilization, over which a heat source medium flows in a continuous film or dropwise, characterized in that this device consists of two opposite, separate and multiply installable comb-shaped heat transfer segments (1) with a plurality of mutually parallel heat transfer tubes (3 ), which are fastened at one end at right angles to a respective supply and return manifold and at the other end only one sealing piece serving to seal (12) and otherwise have no positive or positive connections to other parts of the device are formed,

2. Heat transfer device according to item 1, characterized in that the two, opposing comb-shaped heat transfer segments (1) are designed to pivot against each other or are placed on each other or in each other · "

Heat transfer device according to items 1 and 2, characterized in that the heat transfer tubes (3) of the two comb-shaped heat transfer segments (1) are designed either intermeshing and are arranged both in a horizontal plane and in two inclined or intersecting planes or be placed in two different height levels such that they touch when übereinanderlegen or -klappen the comb-shaped heat transfer tubes (1) each other or a small distance between the outer diameters, preferably 1 ... 5 mm, remains.

4. Heat transfer device according to item 1, 2 and 3, characterized in that the comb-shaped heat transfer segments (1) in a waste tub (4) can be installed, in which the waste tub outlet (8) is set so that the waste water level to at most the height level of the horizontal Central axes of the heat transfer tubes (3) increases.

Heat transfer device according to the preceding points, characterized in that the flow channels of the supply and return flow distributor required for the guidance of the cold fresh water, (H) hot water (K) and preheated fresh water or utility water (V) preferably consist of two profile rods, in particular of hat profile strips ( 21), wherein between the longitudinal flanges of the two, screwed together Hutprofilleisten (21) a plastic or elastic strips (20) on which in the heat transfer tubes (3) coaxially protruding inner tubes or fresh water inlet pipes (11) are attached, and which on the one hand acts as a sealing element with respect to the atmosphere and on the other hand to form or separate the flow channels for the cold and preheated fresh or domestic water (K and V).

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