DE10002894A1 - Wasserheizer - Google Patents

Abstract

Wasserheizer mit einem mit einem Brenner (5) versehenen Brennraum (9), in dem auch ein Wärmetauscher (2) in Form einer Rohrwendel (3) angeordnet ist, wobei der Brenner (5) im wesentlichen zentral im Brennraum (9) angeordnet ist und von der Rohrwendel (3) umgeben ist. Um einen guten Wärmeübergang zu erreichen, ist vorgesehen, daß das Rohr der Rohrwendel (3) einen unrunden Querschnitt aufweist, wobei die Breite der Spalte (11) zwischen den einzelnen Windungen der Rohrwendel (3) von der dem Brenner (5) zugekehrten Seite radial nach außen bis zu einem Minimum abnimmt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wasserheizer gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruches.

Bei bekannten derartigen Wasserheizern ist die Rohrwendel des Wärmetauschers aus einem Rohr mit ovalem Querschnitt oder an den gegenüberliegenden Seiten abgeflachten Seiten hergestellt. Dabei verbleiben zwischen den einzelnen Windungen der Rohrwendel Spalte, die im wesentlichen konstant sind über die gegenüberliegenden Seiten benachbarter Rohrwendel.

Dabei ergibt sich jedoch der Nachteil, daß auf der dem Brenner zugewandten Seite ein hoher spezifischer Wärmeeintrag erfolgt, der sich aus der Wärmestrahlung des Brenners sowie dem konvektiven Wärmeübergang vom Rauchgas auf die Wand des Wärmetauschers zusammensetzt. Aufgrund der zusammengesetzten Belastung erhöht sich die Wassertemperatur des Heizwassers lokal derart, daß die Siedeneigung sowie die Verkalkungsneigung des Wärmetauschers signifikant steigt.

Ziel der Erfindung ist es, diesen Nachteil der bekannten Lösung zu vermeiden und einen Wasserheizer der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, der sich durch eine gleichmäßige Verteilung des Wärmeeintrags auf das Heizwasser auszeichnet.

Erfindungsgemäß wird dies bei einem Wasserheizer der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruches erreicht.

Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ist sichergestellt, daß der konvektive Wärmeübergang auf der brennerzugewandten Seite des Wärmetauschers reduziert wird, womit sich eine Verringerung des gesamten Wärmeeintrags auf dieser Seite ergibt. Dadurch ergibt sich eine signifikante Verringerung der Siedeneigung und der Verkalkungsneigung des Wärmetauschers.

Desweiteren ist durch die vorgeschlagenen Maßnahmen sichergestellt, daß sich die Spalte zwischen den einzelnen Windungen der Rohrwendel in Durchströmungsrichtung der Brenngase derart verengen, daß der Effekt der Abkühlung der Brenngase und der damit verbundenen Erhöhung der Dichte der Brenngase und der damit verbundenen Verminderung der Durchströmungsgeschwindigkeit kompensiert werden kann. Damit wird die brennerseitige Verringerung des konvektiven Wärmeeintrags ausgeglichen.

Durch die Merkmale des abhängigen Anspruches ergibt sich der Vorteil, daß ein solcher Querschnitt des Rohres durch entsprechende Verformung eines Rohres mit rundem Querschnitt hergestellt werden kann und mit relativ geringem Aufwand zu einer Rohrwendel gebogen werden kann.

Dabei ist auch sichergestellt, daß sich die Verengung der Spalte zwischen benachbarten Windungen der Rohrwendel über einen sehr großen Bereich der radialen Erstreckung der Spalte erstreckt.

Dadurch ist eine sich über den weitaus größten Teil der radialen Erstreckung der Spalte weitgehend konstante Strömungsgeschwindigkeit der Brenngase sichergestellt. Damit ist auch ein sehr guter Wärmeübergang sichergestellt.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch einen erfindungsgemäßen Wasserheizer zeigt.

Bei dem dargestellten zylindrischen Wasserheizer mit in Betriebsstellung liegender Längsachse ist in einem Brennraum 9 ein zylindrischer Brenner 5 zentral angeordnet und erstreckt sich im wesentlichen koaxial zum zylindrischen Brennraum 9.

Dieser eine Stirnwand 6 des Brennraumes 9 durchsetzende Brenner 5 ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und weist im Bereich seines Mantels 12 Ausströmöffnungen 10 auf, über die ein Gas-Luftgemisch aus dem Inneren 13 des Brenners 5 in den Brennraum 9 austreten und dort verbrannt werden kann.

Der Brenner 5 ist von einem Wärmetauscher 2 im Abstand 14 umgeben, der als eine Rohrwendel 3 ausgebildet ist. Dabei weist das Rohr der Rohrwendel 3 einen im wesentlichen birnenförmigen Querschnitt auf.

Der Querschnitt des Rohres ist an der dem Brenner 5 zugekehrten Seite der Rohrwendel 3 schmaler als in dem radial äußeren Abströmbereich der Rauchgase des Brenners. Dadurch verbleiben zwischen benachbarten Windungen der Rohrwendel 3 Spalte 11, die sich von der dem Brenner 5 zugekehrten Innenseite radial nach außen bis auf ein Minimum verengen und sich nur über einen sehr kleinen Bereich der radialen Erstreckung des Querschnittes des zur Herstellung der Rohrwendel 3 verwendeten Rohres verbreitern.

Zwischen der zylindrischen äußeren Wand 4 des Brennraumes 9 und der Außenseite der Rohrwendel 3 verbleibt ein Spalt 15, über den die abgekühlten Brenngase des Brenners 5 in Richtung einer Abströmöffnung 7 in einer Rückwand 1 des Brennraumes 9 abströmen können. Diese Abströmöffnung 7 ist durch ein in einem Abstand 16 von der Rückwand 1 angeordnetes Trennelement 8 abgedeckt, das sich im wesentlichen über den gesamten lichten Innenraum 9 der Rohrwendel 3 erstreckt und sicherstellt, daß die Brenngase nur durch die Spalte 11 der Rohrwendel 3 abströmen können.

Claims (2)

1. Wasserheizer mit einem mit einem Brenner (5) versehenen Brennraum (9) in dem auch ein Wärmetauscher (2) in Form einer Rohrwendel (3) angeordnet ist, wobei der Brenner (5) im wesentlichen zentral im Brennraum (9) angeordnet ist und von der Rohrwendel (3) umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr der Rohrwendel (3) einen unrunden Querschnitt aufweist, wobei die Breite der Spalte (11) zwischen den einzelnen Windungen der Rohrwendel (3) von der dem Brenner (5) zugekehrten Seite radial nach außen bis zu einem Minimum abnimmt.

2. Wasserheizer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr der Rohrwendel (3) im Querschnitt birnenförmig ausgebildet ist.