DE1404208B - Warmwasserbereiter - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich aut einen Warmwasser- in den Zwischenraum der Spiralwindungen der bebereiter mit einem im oberen Bereich seines Innen- nachbarten Ringleitung zu liegen kommen,
raumes angeordneten, der Aufheizung von Brauch- Diese Kombination führt zu einer Widerstandserwasser dienenden Wärmetauscher, der aus mehreren höhung für das Heizungswasser durch Verlängerung parallelgeschalteten, horizontalliegenden spiralförmi- 5 des Heizungswasserströmungsweges in radialer Richgen Rohrleitungen für das Brauchwasser gebildet ist, tung infolge Zickzackführung an Stelle der Verdie in mehreren Lagen übereinander mit Zwischen- schmälerung relativ kurzer radialer Heizungswasserraum derart angeordnet sind, daß zwischen den ein- Strömungswege bei der bekannten Ausführung. Denzelnen Rohrleitungen jeweils radiale Durchflußka- noch ergibt sich eine ebenso kompakte, wenn nicht näle entstehen, durch die das Heizungswasser im io sogar gedrungenere Bauweise, die die Gefahr der Gegenstrom vom äußeren Behälterraum zum freien Absetzung von Verunreinigungen auf Grund der ermittleren Innenraum strömen kann, an deren Außen- möglichten günstigen Querschnittsverhältnisse der seifen parallel dazu verlaufende Leitbleiche anliegen. Strömungskanäle verringert. Abmessungsschwankun-

Bei einem bekannten Warmwasserbereiter dieser gen vergleichbarer Größenordnung wirken sich nicht Art bestehen die zur Erzielung eines gegenüber dem 15 so gravierend aus wie bei der bekannten Kon-Strömungsweg des die Wärme abgebenden Mittels struktion.

vorgesehenen, vergleichsweise langen Spiralkanäle für Diese Vorteile werden auf sehr einfache Weise das die Wärme aufnehmende Mittel aus einer Viel- erreicht, die es erlaubt, ohne bemerkenswerte zahl sehr flacher Kupferbleche mit eingedrückten, Schwierigkeiten eine Anpassung des Wärmetauschers spiralförmigen Ausprägungen, die die seitliche Be- 20 an die jeweils geforderte Kapazität durch entspregrenzung der einzelnen Spiralwindungen bilden und chende Wahl der Zahl von Spiralringleitungen innergleichzeitig der Abstandshalterung übereinanderlie- halb eines Leitungsstapels vorzunehmen,
gender Kupferblechscheiben dienen. Es wechseln je- Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines weils Scheiben mit spiralförmiger Ausprägung mit Ausführungsbeispieles beschrieben. Es zeigt
Scheiben ab, die eine radiale Ausprägung aufweisen, 25 F i g. 1 einen schematischen Vertikalschnitt durch um zwischen sich einen radialen Kanal für die Hin- den Wärmetauscher und

durchführung des die Wärme abgebenden Mediums F i g. 2 in Draufsicht den Verlauf der Rohrspiralen zu bilden. Die flache, schmale Kanalausbildung ist von zwei aneinanderstoßenden Spiralringen,
zur Erhöhung des Widerstandes und zur Vergröße- In Fig. 2 sind die Rohrspiralen der obersten rung des Wärmeaustausches vorgesehen. Diese 30 spiralringförmigen Rohrleitung des Stapels mit voll flache, schmale Gestaltung der Spiral- bzw. Radial- ausgezogenen Linien angedeutet, während die Rohrkanäle hat sich jedoch als sehr empfindlich im Hin- spiralen der am nächsten darunterliegenden spiralblick auf Abmessungsschwankungen sowie im Hin- förmigen Rohrleitung mit gestrichelten Linien anblick auf die Absetzung von Verunreinigungen er- gedeutet sind. Der oberste Spiralring ist, wie gewiesen. 35 zeigt, aus zwei nebeneinanderliegenden, aus Rohren

Diese somit ungünstige Formgebung kann jedoch bestehenden Spiralringleitungen 10 und 11 gewuneinfach aufgegeben werden, wenn nicht gleichzeitig den, wobei die inneren Enden dieser Rohre radial auf den angestrebten hohen Wärmeaustausch ver- nach innen gegeneinander gebogen sind, während ziehtet wird. Bei geringerem Wärmeaustausch bleibt die äußeren Enden einander beiderseits der Spiraldie ausgetauschte Wärmemenge pro Volumeneinheit 40 scheibe auf einem Durchmesser gegenüberstehen, der des vom Wärmetauscher beanspruchten Raumes ge- zur Richtung der inneren Spiralenden senkrecht steht, ring. Die vom Heizungswasser beim Durchlauf durch Die beiden Leitungen sind mit Rippen 12 versehen den Wärmetauscher an das Brauchwasser abgegebene (s. F i g. 1), die aneinanderstoßen und die Spiral-Wärmemenge wäre nämlich niedrig; die Differenz rohre in einem gegenseitigen Abstand halten, der der der Heizungswassertemperatur vor Eintritt in und 45 doppelten Rippenhöhe entspricht. Die Rippen sind nach Austritt aus dem Wärmetauscher bliebe somit vorzugsweise aus einer zusammenhängenden Schiene klein. Bei Beseitigung der Nachteile dieser Konstruk- gebildet, die hochkant und schraubenförmig um das tion durch Vergrößerung der Kanalquerschnitte Rohr gewunden worden ist, wodurch sich die Rippen würde sich somit eine stärkere Heizungswasserum- von aneinanderstoßenden Windungen der Ringleiwälzung und Durchmischung innerhalb des Warm- 50 tungen an den gegenseitigen Berührungspunkten Wasserbereiters ergeben. Die Fähigkeit des Behälters, kreuzen, so daß eine zusätzliche Sicherheit gegen Wärme zu speichern, bliebe infolgedessen gering. jeden Eingriff der Rippen zwischeneinander erreicht

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen ist.

Warmwasserbereiter mit Wärmetauscher für Brauch- Der darunter befindliche Spiralring ist in analoger wasserheizung der eingangs genannten Art so weiter 55 Weise aus zwei aus Rohren bestehenden Spiralringauszugestalten, daß unter Beibehaltung der Vorteile leitungen 13 und 14 zusammengesetzt, die mit ähndie aufgeführten Nachteile, insbesondere die liehen Rippen wie die Leitungen 10 und 11 verEmpfindlichkeit bezüglich Abmessungsschwankungen sehen sind, aber dieser Ring ist mit Bezug auf den sowie die Absetzung von Verunreinigungen, auf daraufliegenden Ring um 90° winkelversetzt, wofertigungstechisch einfache und damit wirtschaft- 60 durch die Rippen der einen Ringleitung in den Zwiliche Weise beseitigt sind. schenraum der Spiralwindungen der benachbarten

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch Ringleitung zu liegen kommen (s. Fig. 1). Dies beKombination folgender, teilweise an sich bekannter deutet, daß in einem Axialschnitt durch den Stapel Merkmale: Die Spiralringleitungen bestehen aus die Rohre jeweils an den Ecken von gleichseitigen Rohren mit schraubenförmig verlaufenden Rippen, 65 Dreiecken zu liegen kommen. Gemäß Fig. 1 sind wobei die Rippen der einzelnen Spiralrohre anein- in dieser Weise fünf unter sich gleiche Spiralringe anderstoßen und derart versetzt übereinander an- aufgestapelt, wodurch zwischen den Ringen jeweils geordnet sind, daß die Rippen der einen Ringleitung radiale Durchflußkanäle entstehen, in denen ein be-

trächtlicher Teil der Rippenoberfläche in Berührung mit dem die Kanäle durchströmenden Medium kommen kann. Der Stapel ist zwischen einem oberen Leitblech 15 und einem unteren Leitblech 16 eingeschlossen und im oberen Teil eines Behälters 17 untergebracht, dem oben warmes Heizungswasser aus einem Kessel durch eine Zulaufleitung 18 zugeleitet wird, während abgekühltes Rücklaufwasser unten durch eine Abflußleitung 19 abfließt. Der freie zylindrische Innenraum 20 um die Achse des Stapels steht in an sich bekannter Weise durch ein Ansaugrohr 21 in kommunizierender Verbindung mit dem unteren Teil des Behälters. Die Innenenden der Ringleitungen sind an ein mittleres, den Abschlußdeckel des Behälters durchsetzendes Zuführungsrohr 22 für kaites Brauchwasser angeschlossen, während die Außenenden der Ringleitungen an vier den Behälterdeckel durchsetzende Sammelrohre 23 angeschlossen sind, die sich außerhalb des Behälters einer gemeinsamen Abflußleitung für warmes Brauchwasser anschließen, wie in F i g. 1 schematisch angedeutet wird.

Wenn durch das Zuführungsrohr 22 den Spiralringleitungen 10,11,13,14 kaltes Brauchwasser zugeführt wird, wird das in Berührung mit den Rohren befindliche warme Heizungswasser im Behälter, insbesondere im mittleren Innenraum 20 des Stapels, abgekühlt, wodurch ein Umlauf von Heizungswasser in den Pfeil richtungen eintritt, indem das im Außenraum im Behälter befindliche Wasser radial nach innen durch die Durchflußkanäle zwischen den Spiralringen in, den mittleren Innenraum 20 des Stapels, abwärts durch das Ansaugrohr 21 zum Boden des Behälters und vom Boden nach außen und außerhalb des Ansaugrohres aufwärts fließt. Die Geschwindigkeit dieser Strömung ist unter anderem vom Strömungswiderstand der radialen Durchflußkanäle im Spiralstapel abhängig. Dieser Widerstand ist infolge der Anwesenheit der in die Kanäle hineinragenden, flächenvergrößernden Rippen ziemlich groß. Auf Grund der vorgesehenen Rippen kann das in radialer Richtung fließende Medium während seiner verzögerten Strömung zwischen den Spiralringleitungen eine beträchtliche Menge seines Wärmeinhalts an diese abgeben, wodurch das Medium den Spiralstapel mit einer wesentlich niedrigeren Temperatur verläßt als einen Spiralstapel ohne Rippen. Dies ist wünschenswert, weil dadurch die Wärmespeicherfähigkeit des Behälters besser ausgenutzt wird. Erfahrungsgemäß zeigt es sich, daß man durch diese Ausführung des Wärmetauschers eine außerordentlich wirksame Wärmeübertragung vom wärmeabgebenden zum wärmeaufnehmenden Medium unter Zuhilfenahme eines Spiralstapels verhältnismäßig kleiner Abmessungen erreicht.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Warmwasserbereiter mit einem im oberen Bereich seines Innenraumes angeordneten, der Aufheizung von Brauchwasser dienenden Wärmetauscher, der aus mehreren parallelgeschalteten, horizontalliegenden, spiralringförmigen Rohrleitungen für das Brauchwasser gebildet ist, die in mehreren Lagen übereinander mit Zwischenraum derart angeordnet sind, daß zwischen den einzelnen Rohrleitungen jeweils radiale Durchflußkanäle entstehen, durch die das Heizungswasser im Gegenstrom vom äußeren Behälterraum zum freien mittleren Innenraum strömen kann, an deren Außenseiten parallel dazu verlaufende Leitbleche anliegen, gekennzeichnet durch Kombination folgender, teilweise an sich bekannter Merkmale: Die Spiralringleitungen (10,11,13,14) bestehen aus Rohren mit schraubenförmig verlaufenden Rippen (12), wobei die Rippen der einzelnen Spiralrohre aneinanderstoßen und derart versetzt übereinander angeordnet sind, daß die Rippen (12) der einen Ringleitung in den Zwischenraum der Spiralwindungen der benachbarten Ringleitung zu liegen kommen.

2. Warmwasserbereiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spiralringleitung aus einem einzigen, spiralförmig gebogenen Rohr besteht.

3. Warmwasserbereiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spiralringleitung aus zwei oder mehreren nebeneinander in der Ringebene liegenden, spiralförmig gebogenen Rohren besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen