DE19610658A1 - Heizwendel für einen indirekt beheizten Speicher - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizwendel für einen indirekt beheizten Speicher ge­ mäß 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 gro­ ßen Teil des Umfanges des Rohrquerschnittes an diesem entlang strömt. Dies ist beson­ ders 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 Quer­ schnitt 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 Speicher­ wassers 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 Wär­ meüberganges vom Heizmedium zum Inhalt des Speichers. Dies ist dadurch bedingt, daß sich mehrere, im wesentlichen konzentrische Zonen ausbilden, in denen das Speicherwas­ ser durch Konvektion aufsteigt, wodurch einerseits die Ausbildung besonders warmer Zo­ nen 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 erfindungsgemäßen Heizwendel.

Gleiche Bezugszeichen bedeuten in allen Fig. 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 aufgrund von Kon­ vektion 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 un­ teren 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 zwi­ schen 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 ge­ wickelt 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 Ra­ dius mit Windungen 8 mit kleinerem Radius einander 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, so daß das Wasser in konzentrischen Bereichen durch Kon­ vektion hochsteigen kann.

Wie aus der Fig. 5 zu ersehen ist, ist ein Speicher 9 mit im wesentlichen zylindrischer Ge­ stalt 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 stam­ menden 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 aufgrund der konvektiven Strömung zu einer Erwärmung des gesamten Inhaltes des Speichers 9.

Claims (4)

1. Heizwendel (4, 6) für einen indirekt beheizten Wasserspeicher (9), bei dem die aus einem Rohr (2) hergestellte Heizwendel (4, 6) von einem Heizmedium durchströmt und vom Speicherinhalt um­ geben ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (2) einen ovalen oder linsenförmigen Querschnitt aufweist, dessen längere Achse (3) vertikal verläuft.

2. Heizwendel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser einander benachbarter beziehungsweise auf­ einander in der Höhe folgender Windungen (5, 7, 8) der Heiz­ wendel (4, 6) unterschiedlich sind.

3. Heizwendel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Windungen (5) der Heizwendel (4) von einem (14) zum anderen Ende (15) stetig abnimmt.

4. Heizwendel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Windungen (7, 8) der Heizwendel (6) mit größerem und klei­ nerem Durchmesser einander in der Höhe abwechseln.