DE20109275U1 - Wärmetauscher, insbesondere als Heizgaszug für einen Brennwert-Heizkessel - Google Patents
Wärmetauscher, insbesondere als Heizgaszug für einen Brennwert-HeizkesselInfo
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Description
G 1517 TE-P Z
Wärmetauscher, insbesondere als Heizgaszug für einen Brennwert-Heizkessel
Die Neuerung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere als Heizgaszug für einen Brennwert-Heizkessel nach dem Oberbegriff des Schutzanspruches 1.
Derartige Brennwert-Heizkessel werden mit öl- oder Gasgebläsebrennern in einer Brennkammer befeuert. In nachgeschalteten Heizgaszügen findet dann der Wärmetausch zwischen den Heizgasen und dem Kesselwasser in einem umgebenden Wasserraum mit Vor- und Rücklaufanschlüssen statt. Dabei werden die Heizgase bis auf ein sehr niedriges Temperaturniveau unter den Taupunkt abgekühlt, um die latent im Abgas enthaltene Kondensationswärme zu nutzen. Für den Wärmeübergang bei entsprechend kleinen Temperaturdifferenzen zwischen Heizgas und Heizungswasser werden einerseits große Wärmetauscherflächen benötigt, andererseits sind aber Bauvolumen und Materialaufwand begrenzt. Zusätzlich müssen die verwendeten Materialien, wie zum Beispiel der relativ teuere Werkstoff Edelstahl, erhöhte Anforderungen bezüglich Korrosionsbeständigkeit erfüllen.
Derartige Brennwert-Heizkessel werden mit öl- oder Gasgebläsebrennern in einer Brennkammer befeuert. In nachgeschalteten Heizgaszügen findet dann der Wärmetausch zwischen den Heizgasen und dem Kesselwasser in einem umgebenden Wasserraum mit Vor- und Rücklaufanschlüssen statt. Dabei werden die Heizgase bis auf ein sehr niedriges Temperaturniveau unter den Taupunkt abgekühlt, um die latent im Abgas enthaltene Kondensationswärme zu nutzen. Für den Wärmeübergang bei entsprechend kleinen Temperaturdifferenzen zwischen Heizgas und Heizungswasser werden einerseits große Wärmetauscherflächen benötigt, andererseits sind aber Bauvolumen und Materialaufwand begrenzt. Zusätzlich müssen die verwendeten Materialien, wie zum Beispiel der relativ teuere Werkstoff Edelstahl, erhöhte Anforderungen bezüglich Korrosionsbeständigkeit erfüllen.
Aus der DE 295 17 325 U1 sind Wärmetauscherrohre mit Einforrhungen zur Verbesserung des Wärmeübergangs bekannt. Mehrere solcher Rohre bilden dann einen Rohrbündel-Wärmetauscher, der beispielsweise über eine Einströmkammer mit der Brennkammer und mit einer Ausströmkammer mit dem Abgassammler verbunden ist. Durch diese Kammern werden alle Rohre gleichmäßig angeströmt, so dass sie gleich aufgebaut sein können. Allerdings vergrößern die Kammern insgesamt den Gesamtaufbau und tragen nicht effektiv zum Wärmeaustausch bei.
Grundsätzlich sind Heizkessel mit einer oberen, horizontal angeordneten Brennkammer und einem darunter angeordneten, horizontal liegenden Rohrbündel-Wärmetauscher bekannt. Dessen einzelne Rohre sind über Rohrbögen mit dem Boden der Brennkammer
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verbunden. In diesen Bögen wird die Wärmeausdehnung nicht behindert und es entsteht ein hinsichtlich Wärmespannungen günstiger Aufbau. Es ergeben sich dabei, aber auch bei anderen Konstruktionen, Wärmetauscherrohre mit unterschiedlichen Längen. Wenn zudem die Rohre noch eine weitgehend identische Oberflächengestaltung besitzen, verteilt
sich einerseits der Volumenstrom der Heizgase ungleichmäßig, und andererseits liegen J
dann sehr unterschiedliche Temperaturverhältnisse vor, die insgesamt zu einem relativ j
schlechten Wärmetauscher-Wirkungsgrad führen. '
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem kompakt aufgebauten Brennwert-Heizkessel die Heizflächen zu optimieren.
&Idigr; Neuerungsgemäß wird dies mit den Merkmalen des Schutzanspruches 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Der Wärmetauscher ist gekennzeichnet durch eine unterschiedliche Gestaltung von Einformungen zum Verbessern des Wärmeübergangs an einzelnen Rohren oder an Gruppen von Rohren. Die unterschiedlich gestalteten Einformungen' an einzelnen Rohren oder an Gruppen von gleichartigen Rohren des Wärmetauschers sind aufeinander abgestimmt und sorgen durch ihre angepasste Struktur für eine gleichmäßige Aufteilung der Volumenströme und/oder einen gleichmäßigen Wärmeübergang.
Werden Rohrbögen, mindestens auf Teilstücken eines Heizgaszuges, mit
unterschiedlichen Radien und somit auch Rohrlängen eingesetzt, so bilden die &igr;
unterschiedlichen Einformungen den Ausgleich für die äußeren geometrischen j
Unterschiede. In den einzelnen Rohren oder Gruppen von Rohren entstehen durch die j
abgestimmten Einformungen fast überall gleiche Druckverluste. Dadurch teilen sich die j
Volumenströme gleichmäßig auf und es folgt ein günstiger Wärmeübergang. j
Vorzugsweise befinden sich die unterschiedlichen Einformungen aus j
fertigungstechnischen Gründen in geraden Rohrbereichen. Sie können aber auch dort I
eingebracht werden, wo eine ungleichmäßige Strömungsführung verursacht wird, nämlich im Bereich der Rohrbögen. Alle geraden Rohre des Wärmetauschers könnten in diesem Fall zum Beispiel gleichartig ausgebildet sein. Allgemein variieren die Einformungen zur gleichmäßigen Aufteilung der Volumenströme und/oder zur Vergleichmäßigung des
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Wärmeübergangs vorzugsweise durch ihre Gestaltung, Anzahl, Ausrichtung und Anordnungshäufigkeit. Dadurch wird die Strömung bzw. der Druckverlust innerhalb des Heizgaszuges direkt beeinflusst.
Es entsteht mit dem neuerungsgemäßen Aufbau ein leicht zu fertigender, kompakt aufgebauter Wärmetauscher für einen Brennwert-Heizkessel mit einem optimierten Wärmeübergang an den Heizflächen. Die Einprägungen sorgen für eine gleichmäßige Wärmeübertragung und eine gezielte Strömungslenkung mit geringen, genau abgestimmten Druckverlusten. Dadurch herrschen in den einzelnen Zonen immer optimale Strömungsgeschwindigkeiten, die dem Volumen und der Temperatur der Heizgase entsprechenden. Die Ausnutzung der Wärmetauscherfläche wird erhöht und damit der Materialeinsatz verringert.
Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Neuerung dar und zeigt in einer einzigen Figur einen vertikalen Schnitt durch einen Brennwert-Heizkessel.
Der Brennwert-Heizkessel besteht aus einem Kesselmantel 1 aus Stahlblech mit einem Wasserraum 2. Ausgehend vom Boden der oben liegenden Brennkammer 3 schließt sich ein Wärmetauscher an, der den Heizgaszug mit mehreren einzelnen Rohren 4 bildet. Einformungen an einzelnen Rohren 4, welche zum Verbessern des Wärmeübergangs dienen, sind an einzelnen Rohren 4 oder an Gruppen von Rohren 4 unterschiedlich gestaltet und aufeinander abgestimmt. Dadurch entsteht eine gleichmäßige Aufteilung der Volumenströme und/oder ein gleichmäßiger Wärmeübergang zwischen Heizgasen und Kesselwasser.
30.05.2001/G151?: ::.. - -- - -
Claims (4)
1. Wärmetauscher, insbesondere als Heizgaszug für einen Brennwert-Heizkessel, bestehend aus mehreren Rohren mit unterschiedlichen Längen und mit Einformungen zum Verbessern des Wärmeübergangs zwischen den Heizgasen und dem Kesselwasser, insbesondere mit einer oberen, horizontal angeordneten Brennkammer und einem darunter angeordneten Rohrbündel-Wärmetauscher, dessen einzelne Rohre über Rohrbögen mit dem Boden der Brennkammer verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Einformungen zum Verbessern des Wärmeübergangs an einzelnen Rohren (4) oder an Gruppen von Rohren (4) unterschiedlich gestaltet sind.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlich gestalteten Einformungen an einzelnen Rohren (4) oder an Gruppen von Rohren (4) aufeinander abgestimmt sind und für eine gleichmäßige Aufteilung der Volumenströme und/oder einen gleichmäßigen Wärmeübergang sorgen.
3. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von Rohrbögen mit unterschiedlichen Radien, mindestens auf Teilstücken eines Heizgaszuges, die unterschiedlichen Einformungen zur gleichmäßigen Aufteilung der Volumenströme und/oder zur Vergleichmäßigung des Wärmeübergangs an einzelnen Rohren (4) oder an Gruppen von Rohren (4) vorzugsweise im Bereich gerader Rohrbereiche angebracht sind.
4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einformungen zur gleichmäßigen Aufteilung der Volumenströme und/oder zur Vergleichmäßigung des Wärmeübergangs vorzugsweise durch ihre Gestaltung, Anzahl, Ausrichtung und Anordnungshäufigkeit variieren und dem Wärmeübergang und/oder Volumenstrom der Heizgase in den entsprechenden Zonen angepasst sind.
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|---|---|---|---|
| DE20109275U DE20109275U1 (de) | 2001-06-02 | 2001-06-02 | Wärmetauscher, insbesondere als Heizgaszug für einen Brennwert-Heizkessel |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE20109275U DE20109275U1 (de) | 2001-06-02 | 2001-06-02 | Wärmetauscher, insbesondere als Heizgaszug für einen Brennwert-Heizkessel |
Publications (1)
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| DE20109275U1 true DE20109275U1 (de) | 2001-09-06 |
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Family Applications (1)
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| DE20109275U Expired - Lifetime DE20109275U1 (de) | 2001-06-02 | 2001-06-02 | Wärmetauscher, insbesondere als Heizgaszug für einen Brennwert-Heizkessel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE20109275U1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1602886A2 (de) * | 2004-06-02 | 2005-12-07 | BBT Thermotechnik GmbH | Heizkessel |
-
2001
- 2001-06-02 DE DE20109275U patent/DE20109275U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1602886A2 (de) * | 2004-06-02 | 2005-12-07 | BBT Thermotechnik GmbH | Heizkessel |
| EP1602886A3 (de) * | 2004-06-02 | 2012-07-25 | Robert Bosch Gmbh | Heizkessel |
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| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20040512 |
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Owner name: ROBERT BOSCH GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: BUDERUS HEIZTECHNIK GMBH, 35576 WETZLAR, DE Effective date: 20041227 |
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| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: ROBERT BOSCH GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: BBT THERMOTECHNIK GMBH, 35576 WETZLAR, DE Effective date: 20051221 |
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Effective date: 20070912 |
|
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20090904 |
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| R071 | Expiry of right | ||
| R071 | Expiry of right |