DE19961284A1

DE19961284A1 - Wärmeübertrager für Gasheizgeräte, insbesondere Brennwertgeräte

Info

Publication number: DE19961284A1
Application number: DE1999161284
Authority: DE
Inventors: Juergen Waidner; Marcus Bienzle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-12-18
Filing date: 1999-12-18
Publication date: 2001-07-12

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager für Gasheizgeräte, insbesondere Brennwertgeräte, mit von einem Medium durchströmten und von einem anderen Medium umströmten Rohren, die an ihrem Umfang mit die Wärmeübertragungsfläche vergrößernden Wandelementen versehen sind. Es wird vorgeschlagen, daß die Wandelemente durch Strukturen aus Draht (10) gebildet sind, die turbulente Grenzschichten im umströmenden Medium hervorrufen. Dadurch ergibt sich ein günstiges Verhältnis von Leistung und Bauvolumen eines Wärmeübertragers.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Wärmeübertrager nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Stand der Technik

Bei bekannten Wärmeübertragern dieser Gattung sind zur Vergrößerung der Wärmeübertragerfläche die Rohre mit Rippen versehen oder mit Lamellen verbunden. Das bedingt einen relativ großen gegenseitigen Abstand der Rohre, so daß der Wärmeübertrager im Verhältnis zum Gesamtquerschnitt der Rohre ein verhältnismäßig großes Bauvolumen hat.

Bei einer anderen, z. B. für die Verwendung in Brennwertgeräten bestimmten Ausführung ist der Wärmeübertrager mit glatten, unstrukturierten Rohren versehen. Das ermöglicht es, die Rohre in engem Abstand anzuordnen bzw. zu Bündeln zusammenzufassen und das Bauvolumen des Wärmeübertragers im Verhältnis zum Gesamtquerschnitt der Rohre klein zu halten. Dieser Vorteil wird jedoch durch die schlechteren Wärmeübertragungseigenschaften relativiert, die sich an glatten Rohren wegen der geringeren Wärmeübertragungsfläche und den vornehmlich laminaren Strömungsverhältnissen ergeben.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Ausbildung des Wärmeübertragers hat den Vorteil, daß gegenüber einer Ausführung mit glatten Rohren bei gleichem Bauvolumen eine höhere Wärmeübertragerleistung bzw. bei gleicher Wärmeübertragerleistung eine kosten- und materialsparende Verkleinerung des Wärmeübertragers möglich ist. Die Drahtstrukturen können fertigungsgerecht hergestellt und mit den Rohren verbunden werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Ausbildungen der Anordnung nach dem Hauptanspruch möglich.

Bei einer bevorzugten Ausführung bestehen die Drahtstrukturen aus einem das Rohr umfassenden Drahtgestrick. Draht läßt sich ähnlich wie Textilfasern auf Rundmaschinen verstricken. Das Drahtgestrick wird daher vorteilhaft in Form eines Schlauches hergestellt, der auf das Rohr aufgezogen ist. Bei geeigneter Gestaltung des Schlauchdurchmessers kann auf eine zusätzliche Befestigung verzichtet werden, da der Gestrickschlauch durch die Eigenspannung auf dem Rohr fixierbar ist.

Beim Stricken von Drähten können verschiedene Parameter verändert werden. So lassen sich z. B. Maschenlänge und -breite, der Drahtdurchmesser und die Wellung des Gestrickes einstellen. Durch die Variation der Parameter kann eine Struktur hergestellt werden, die gewünschte turbulenzerzeugende Eigenschaften besitzt.

Die Drahtstrukturen können auch aus einem Drahtgewebe bestehen, das auf das Rohr aufgewickelt ist. Bei einer einfachen Ausführung kann auch ein um das Rohr gewickelter Einzeldraht die beabsichtigte Verwirbelung bzw. Turbulenz in der Strömung des einen Mediums bewirken.

Als Material für die Drahtstrukturen können verschiedene Drähte eingesetzt werden, die den jeweiligen Umgebungsbedingungen angepaßt sind. So müssen z. B. für Wärmeübertrager in Brennwertgeräten aufgrund des anfallenden Kondensats spezielle, korrosionsbeständige Materialien eingesetzt werden.

Die Drahtstrukturen können auch mit einer katalytisch wirksamen Schicht überzogen sein oder aus einer Legierung mit einem dem Katalysator enthaltenen Legierungsanteil bestehen. In diesem Fall kann am Wärmeübertrager eine vollständige Umsetzung des im Brennstoff enthaltenen Kohlenstoffes sichergestellt werden.

Bei geeigneter Auswahl des Katalysators kann z. B. das im Abgas enthaltene CO zu CO₂ oxidiert werden. Dies hat deutlich reduzierte CO-Emissionen zur Folge.

Ausführungsbeispiel

In der Zeichnung ist ein auf passende Länge gekürztes Schlauchteil 10 des Drahtgestrickes gezeigt, das auf ein Rohr 12 eines nicht näher dargestellten Wärmeübertragers aufgezogen ist.

Claims

1. Wärmeübertrager für Gasheizgeräte insbesondere Brennwertgeräte, mit von einem Medium durchströmten und einem anderen Medium umströmten Rohren, die an ihrem Umfang mit die Wärmeübertragerfläche vergrößernden Wandelementen versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandelemente durch Strukturen aus Draht (10) gebildet sind, die turbulente Grenzschichten im umströmenden Medium hervorrufen.

2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtstrukturen aus einem das Rohr umfassenden Drahtgestrick (10) bestehen.

3. Wärmeübertrager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drahtgestrick (10) in Form eines Schlauches hergestellt und auf das Rohr aufgezogen ist.

4. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtstrukturen aus einem auf das Rohr aufgewickelten Drahtgewebe bestehen.

5. Wärmeübertrager nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtstrukturen mit einer katalytisch wirksamen Schicht überzogen sind bzw. aus einer Legierung mit einem den Katalysator enthaltenden Legierungsanteil bestehen.