DE1908239U - Waermeaustauscher. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher,,

weise für Flüssigkeiten_p die Torwiege ad für die Umformung von Kaltwasser und Heizun^swascer in \7arm~ oöer Heißwasser durch Heißwasser geeignet ist« Bekaiintlicii ist feei flerartigen Wärmeaustausehera die spesiifisclie Wärmeleistung in, Kilokalorien j@ Quadratmeter und Stunde sehr stark von der Strömungsgeschwindigkeit des Heisiaediums abhängig» Diese Strömungsgeschwindigkeit läßt sich durch Verkleinerung d es &eh^:iue@durchEies^ers und entsprechender Verlängerung der Gesamtlänje erhöhen« 3)a ^eäoch die Länge nicht beliebig vergrößerbar ist_f v/©il für d-aa Herauszieliea des H©isrohrbündels sum Eeinigen ein entsprechender Platz top dem Wärmeaustauscher frei bleiben.muß_s wurden im G-egenstrom arbeitend© Wärmeaustauscher mit mehreren Wasserwegen gebaut* Durch die Erhöhung der Geschwindigkeiten in diesen V/ärmsaus-»

tauscher konnte <3ie spezifische Leistung in Kilokalorien je Quaöratmeter und Stund© 7©s<gatlich erhöht v/erä©n_o Der dabei auftretende gerinne Druekverlust macht sich Jedoch sieht naohteilig beme3?kbar_D da in den heutigen Zentralheisun^sanlagen Umcrälspump@n "^©wendet werden, durch die selbst höher© Druekverluste ausgeglichen '.'/erden. Zur Erhöhung der Geschwindigkeit können auch swei V/ärmeaustauscher hintereinander geschaltet .-.erden, was jedoch Yiel aufwendiger ist» Bei diesen '.,'ärmeaust aus ehern mit mehreren Wasserwegen, muß darauf geachtet r/erden» daß zwischen dem Heismedium und dem aufzuheizenden das Gegenstromprlnzip er« halten bleibt. B.ei diesem Prinzip ergeben sich hohe 2emp®3?atur~ differensen und spezifische Leistungen/ da letztere ait den !Demperaturdifferenzen stark anwachsen.

Bei einer bekannten Art dieser nach dem G-egenstromprinzip arbeitend© "tfärsneaustauscher mit mehreren \7asserwegen ist das . · das aufzuheizende Hediusi enthaltend© Gehäuse durch eine U-förmig gebogene Rohr tragende Rohrplatte Terschlossen_e die gleichseitig einen dem Gehäuse vorgeschalteten Yorkopf abschließt«, Dieser Torkopf ist durch £rennwände₅ die ÖJ-förmig aufeinander stehen_a in drei Kammern unterteilt. Das Heismedium fließt durch einen Torlaufstutzen in ö.ie erste-Kammer ein₈ τοη dieser durch einen ersten Satz U-för.vig gebogener Rohre in eine zweite Kammer« in die gleichzeitig die ei-nen. Enden eines zweitön Satses ü-förmig gebogener Rohr© einmünden. Durch diese Rohre strömt das Waaser in die dritte Kammer/ von der aus. es durch einen Stutsesi in den

Rücklauf des Heismeöimas abfließt · Das das aufsuheisenä© Kediiim enthaltende Gehäuse ist bei dieser bekannten Ausführun^sform durch ein iürennblech in swei Räume aufgeteilt ₉ die zwei Wasserwege darstellen. Dabei entsteht je.doch über die Schenkel=» län^e der U-förmig gebogenen Rohre sur Hälfte ein Gegenstrosi und zur anderen Hälfte ein Gleichstrom» Dies rerschleclxtortj insbesondere dann_s wenn die Rücklauftemperaturen was heute Yiel« fach erwünscht ist «· sehr nahe beinantferliegen ₀ das üittler© Temperatupgef'ille sehr starfcj wodurch die Leistung entsprechend abfällt»

Die Erfindung beaweckt die Leistung eines derartigen V/ärmeaustauschers su verbessern= Zu diesem Zweck liegen gemäß der Erfindung die ,.Schenkel des ersten und des zweiten Satzes der U-förmig gebogenen Rohr 3@ in einer durch zwei sich tereusen« de Trennblechs und die Gehäusewand gebildeten Kammer, die uatei?« einander derart in Verbindung stehen? daß das diese Kammern durchströmend© aufzuheizende Kedium in jeder- Kammer im degenstrom zu dem die Heisrohre durchströmenden Hsisisediuras fließt«

Durch die sich kreusend im Innern des das aufzuheizende Mediu;:; enthaltenden Q-ehäuses angeordneten S?rennbleche ent«

stellen vier Kammern, die durch Überströmöffnungen so miteinander verbunden sin&₉ daß sie einen Wärmeaustauscher mit der vierfachen Länge des Gehäuses "bilden,» Auf diese Weise wird der Vorteil der Geschwindigkeitserhöhung und derjenige des Gegenstromprinzips in einem Wärmeaus/tauseher vereint.

Haeh einem weiteren Merkmal der Erfindung stehen die sich kreuzenden Srennbleehe senkrecht aufeinander und unterteilen das das aufanheizende Medium enthaltende GeMuse in vier gleichgroße Kammern»

Um einen gleichmäßigen Durchfluß durch die vier Kammern zu gewährleisten, erstreckt sich_s nach einem weiteren Merkmal der Erfindung_s eines der bei^den Srenn~ bleche, zwischen den Sätzen der U-förmig gebogenen Bohre verlaufend, über die gesamte Länge des das aufsuheisende Medium enthaltenden Gehäuses und weist an der der dritten Yorkopfkammer "benachbarten Seite der zwischen dem Torkopf und dem Gehäuse liegenden Trennwand eine Überströmöffnung auf, deren Querschnitt mindestens gleich demjenigen einer Kammer ist₉ während sich das andere Srennblech, zwischen den Schenkeln der Rohre jedes Satzes verlaufend* nur soweit an den Boden des Gehäuses heran erstreckt₉ daß zwischen den benachbarten Kammern eine Überströ'möffnung entsteht,, deren Querschnitt mindestens gleich demjenigen einer Kammer ist. Dabei hat es sich als günstig herausgestellt₉ daß

die Trennbleehe im ©ehäuse mit den Trennwänden im Torkopf fluchten.

V/eitere Merkmals der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert, in der ein Ausftihrungsfeeispiel eines erfindung^geiaäßen Wärmeaustauschers dargestellt ist. In dieser Zeichnung zeigt%

Fig. 1 einen Iiängsöhnitt durch einen Wärmeaustauscher nach der Idnie I=»I in fig» 2%

fig* 2 eine Vorderansicht des Wärmeaustauschers dessen Vorkopf zum Seil aufgebrochen dargestellt ist?

Pig. 3 einen Schnitt nach der Mnie III-III in 1 und

Pig· 4 einen ÜJeilschnitt nach der Linie IT-IV in Fig. 2.

Der in der Zeichnung dargestellte WärmeaustaBcher umfaßt ein zylindrisches, einseitig durch einen iCümpelboden verschlossenes Gehäuse 1, dessen offenes Ende unter Zwischenschaltung einer !Trennwand 2 durch einen Vorkopf 3 verschlossen ist. Das Gehäuse 1 dient zur Aufnahme des aufzuheizenden Mediums, das durch einen an der Unterseite des Gehäuses angebrachten Stutzen 4 einströmt und aufgeheizt über den an der Oberseite des Gehäuses vorgesehen Stutzen 5 verläßt«. Bas Heiz-

„ 6 -

medium strömt in einen an der Oberseite des Vorkopfes angebrachten Vorlaufstutzen 6 ein und verläßt den Vor»

das

kopf nach dem esy im Gehäuse 1 enthaltene Medium aufgeheizt hat,Über einen an der Unterseite des Vorkopfes vorgesehenen Stutzen 7 in den Rücklauf« Wie am besten aus Fig. 2 zu entnehmen ist. unterteilen E-^aiig angeordnete Trennwände 8 und 9 den Vorkopf in drei Kammern^ von denen die erste über den Stutzen β mit dem Vorlauf und die dritte durch den Stutzen 7 mit dem Bücklauf in Verbindung steht» Die den VorSropf vom Inaenraum des Gehäuses 1 abschließende !Trennwand trägt zwei Sätze U-förmig gebogener Hohrexoerart ₉ daß das in die erste Kammer einströmende Heiamedium durch den ersten Satz der U-förmig geborgenen Rohre in die zweite Vorkopfkammer geleitet wird₉ die gleichzeitig den Eintätt des Heizmediums in den zweiten Satz U-förmig gebogener Heisrohre gestattet, di© in die dritte Vorkopfkammer einmünden_s aus der das Heizmedium über den Stutzen 7 ausströmt« Durch diese Anordnung verlaufen die Schaukel 10 und 11 der Rohre 12 des/ersten Satzes parallel zu den Schenkeln 13 und 14 der Hohre 15 des zweiten Satzes. Zwischen den Sätzen der U-förmig gebogenen Hohre 12 und ist in das Gehäuse 1 ein sich über des^gesmte Länge ₉ d.h.« vom Eümpelbo^den bis zur !Trennwand 2 hin erstreckende, den Innenraum des Gehäuses in zwei Hälften unterteilendes ©rennj^bleeh 16 eingebracht. Ein zweites rechtwinklig zu diesem ÜJrennbleoh stehendes £rennbl©ch 17 erstreckt sich von der das Gehäuse vom Yorkopf 3 abschließenden Trennwand 2 aus₉ zwischen den Schenkeln 10_t 11 der Sohre 12 und den Schenkeln 13₉ H der

•m *7 ob

H0I12?© 15 7erl&ufend, bis dicht an die Stege der U-föxmig gebogenen Eohre 12 baw* 15 frerasu Das f^es&foleeii 17 lit 00 angeordnet» daß der Xnnenraum des Gehäuses 1 ±n gleichgroße Kammern aufgeteilt wird Jf¹Um eia@M. im § strom sum Heiamedium gerichteten Strom des aufauheisenden MeSiUES su eyaeugeai, weist 4as 3!r©aanb.leefa 16 ©iiae Olaerst^ömöffnußg 18 auf» Öeren Arioa?<a«,ung 30 gewililt ist* daß die vier Kasuaera im Seli-iuse 1 in Strömungsrielituiig hintereinander gösolialtet siM<» Um aie Strömungsgeschwindigkeit in άβια einzelnen Kammern gleiöii bu halten» sind Quersoimitt der ÜberstrÖmöffnimg 18 und diejenigen ä&$ clui'oh αβϊΐ Sviisohena?aum zwischen dem ireanbL ®öh 1? UM dem iCtMpelbodea göbildeteix tibe^strömöffaungen 19 tmd So gleich dona Quersoimitt eines?

ϊβι Betriob des ourmsaustaasoiiers strömt das Heistoe Vorlauf über den Stütr,©a β in dio exists foi*«=·

r A iron dieser clureh die Schenkel Io der Holire ersten Satses auia Kiimpelfeoden hin, also in Sichtung der Pfeile Ii₉ ü&rm öurch die Sq.;. esteel 11 der itoiire 12 des gleichen Satses in Eiclitung sum Tonkopf hin, v/ie aus fig* au G3?seiien ist», durchströmt tie s?ieite ?or&öpfkamaer E und die mit dieser in Yerbindung stehenden 8olieni:el 13 äer RoJa** re 15 des av/eiten Sataes, wieder· Eua iiüspelbodeia hinströmend, danach durch die Schenkel 14 der Hokre 15 des zweiten Satans* um in die dritte TorkopfkassBier O su gelangen_? voix der aus das Heiasiedium über den Stutaen 7 in den Rücklauf gelangt_o 'CJm das

Medium im 0egeiasta?om sum Hei&meäitua fließen au lassen, strömt es auf ü$m an ·&$& Unterseite <ä©s

I angeordneten Stutzen 4 i& Si© $3?ste₉ äurea Sie

16 und 1? ia Verbindung mit ä@r Innenwand des Öehäusos bildeten Kammer ein «* die. Ströiaungsriehtung des Mediums ist äüreh Sie ffeile 1 iröransu&attliöht - imö im dieser Kammer iföa Binta»ittsstutaien 4 .^urn Kfimpelbodön h.Xn_f t^itt durcia die Übeafst^ÖiaSfftiUng 19 in die Äweite iCamiEei? ein_? in der es eatgsgen ctea* StrÖaungs3?iclitU3ig dea dui'Oii cli© Schenkel I^ ^ließeäde» Seiamediuias sua To^teop^ strömt* Durch die ttberströmöftnung im S^aableo^ 16 gelsEgt da© Seiiina iii die dritte Kajaisea?} die es wiederum in Bie&tung sam KÜmpeUjoden dixrohströmt, ^obei es im Segensta?om su ä§i& ü.weoh die Selieiitoel

II dea? Eöii^Q 12 strömenden HeiameSiua fließt- Aus etiesej? Kammer flieSt ä&ä aufstiMeiaeM© Isdiiöi dxi3?ch die

2o in die letste iCamaer im §©2aäuse 1 ein.* entgegsa der Strömungsrichtung das Heiamediwas unä fließt äen Stwtseia 5 Ιϊϊ das Solarsysteffif. beispielsweise eiaaea? ein«

Sei der Anordnung äer Kaaraern im Gehäuse 1 ist nieat dafür Sorge getragen, Saß Sie iseiäen Medien* ©ämlis3i das medium und dag aufsuheiso&Se M@öimm₉ stets im ©sgeaatrom fließen _? eoadeim auöh dafüs*_? daß das dureii den Stilt sea 4 noöla kalte lufsuheisead© tedium aii©i?st mit ^©a bereits etwas gekühlten j in die dritte ?o3?kopfkammeff 0 eiagtrömeiid-e leditam isfOJXtmt und dsy&aolis, sich aufhei25©so 5 an deafes Eohren derart ©Jatlang fließt _t daß es am der

«β Q as»

ötelle₉ d.h.. am Stutsen 5 ait dem heiß aus dem Vorlauf ü"ber deia, Stutzen 6 eintretenden Heiamedium in Berulixnang ist«

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Claims (4)

1o -

1. Wärmeaustauscher^ vorzugsweise für Flüssigkeiten₉ mit einem von Heisrohren öurendogenen₉ das aufgiahaisends diua enthaltenden ρ kesselartigen Gehäuse und einem die.sen vor» geschalteten und das Gehäuse ^erschließenden!, durch S-förmig angeordnete Srennwände in drei Kammern unterteilten Yorkopf τοη dessen erster Kammer aus das in dies© einströmend© H@issa@dium durch einen Satz U-förmig gelegener Heisrohre in die zweite Yorkopfkaamer geleitet wi£d₉ die gleichseitig den Eintritt des Heizmediums in einen söveit@n;^: Satz U^fdraig gebogener Heizrohre gestattet j die in die drifts Vorkopf kammer einmünden;, aus der das Heismedium ausströmt, dadurch gekennseiohnet_p daS die Schenkel des ersten und des zweiten Sataes der U-förmig gebogenen Rohr® (12_P 15) ;je in einer durch zwei sich kreuzende Srennbleche (16, 17) und die Gehäuse wand gebildeten Kammer liegen,, die untereinander derart in Verbindung stehen» Λ aß das diese Kammern durchströmende, aufzuheizende Medium in jeder Kammer im Segen» strom zu dem die Heisrohre durchströmende Heismediums fließt,

2. Wärmeaustauscher nach Anspruch I₅ dadurch gekennzeichnet, daß die sich kreuzenden Trennbleche (16, 1?) senkre-oht. aufeinander stellen uad das das aufzuheizende Medium enthaltende Gehäuse

(1) in vier gleichgroße Kammern unterteilen»

3. 7/ärmeaust aus eher nach Anspruch 1 und 2₉ dadurch gekennzeichnet, daß sich eines ("K») der beiden Trennbleehe „ zwischen den beiden Sätzen der U*förmig gebogenen Rohr© (12^15) verlaufend, über die gesamte Länge des das aufzuheizend© &odium enthaltenden Gehäuse (1) erstreckt und an der der zweiten. Tonkopfkammer (B) benachbarten Seite der zwischen dem TorKopf (3) und dem Gehäuse (1) liegenden Trennwand (2) eine überströmöffnüng (18) aufweist, deren Querschnitt mindestens gleich demjenigen einer Kammer ist? während siiSE^das andere Srennblech (17) zwischen öen Schenkeln (1o_s 11 und 13» 14) der Bohre (12, 15) gedes Satzes verlaufend^ nur soweit an den Boden des Gehäuses heran erstreckt _s daß-^wischen den benachbarten Kammern eine Überströmöffnung (19 >&wl 2o) entsteht₉ deren Querschnitt mindestens gleich demjenigen einer Kammer ist.

4. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 bis 3_S dadurch g@kennzeichnet j, da"ß die Trennbleche (1β₉ 17) im Gehäuse (1) mit d@n Trennwänden (Q₉ 9) im Torkopf (3) fluchtesu