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Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere für Schwimmbäder, gemäß Anspruch 1.
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Ein Schwimmbadwärmetauscher mit einer wendelförmigen Heizwasserleitung, die im Innern eines zylindrischen Gehäuses angeordnet ist, das axial von einem zu heizenden Medium wie Schwimmbadwasser durchströmt wird, ist aus der
DE 100 51 756 A1 bekannt. Durch die wendelförmige Heizwasserleitung kann die Kontaktfläche für einen Wärmeaustausch zwischen dem zu heizenden Medium und einem die Heizwasserleitung durchströmenden Heizmedium innerhalb des Gehäuses vergrößert werden.
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Bei dem aus der
DE 100 51 756 A1 bekannten Wärmetauscher wird ein Wellschlauch als wendelförmige Heizwasserleitung verwendet. Aufgrund der dadurch erzielbaren Oberflächenvergrößerung kann die Heizwasserleitung entsprechend kürzer ausfallen. Außerdem ermöglicht die Biegbarkeit des Wellschlauches eine sehr kompakte Bauweise unter Verzicht auf den Verdrängungskörper. Insgesamt kann das Bauvolumen dieses bekannten Wärmetauschers im Vergleich zu Wärmetauschern mit wendelförmigen metallischen Heizwasserleitungen erheblich reduziert werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, einen Wärmetauscher, insbesondere für Schwimmbäder, zu schaffen, der ebenfalls eine hohe Energieeffizienz besitzt.
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Diese Aufgabe wird durch einen Wärmetauscher, insbesondere für Schwimmbäder, mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Ein der Erfindung zugrunde liegender Gedanke besteht darin, die Energieeffizienz eines Wärmetauschers dadurch zu verbessern, dass bei einer Rohrführung für ein Medium mit insbesondere niedriger Viskosität im Wärmetauscher ein Rohr eingesetzt wird, das zumindest abschnittsweise aus einem wendelförmig gebogenen Kreuzdrallrohr besteht. Gegenüber innenseitig glatten Rohren besitzt ein Kreuzdrallrohr den Vorteil, dass sich in dem durch das Rohr strömenden Medium Turbulenzen ausbilden, die dazu führen, dass ein besserer, vor allem effizienterer Wärmeübergang erzielt werden kann. Diese Turbulenzen brechen laminare Grenzschichten auf, die sich vor allem in hochviskosen strömenden Medien wie Heizwasser ausbilden und wie Barrieren für einen effizienten Wärmeübergang zwischen Medium und Rohrwand wirken können. Bisher sind Kreuzdrallrohre nur in gerader Ausführung eingesetzt worden, da das Biegen von Kreuzdrallrohren erhebliche technische Schwierigkeiten bereitet und daher diese Art von Rohren für einen Einsatz in gebogener Ausführung als nicht geeignet angesehen wurden. Es hat sich aber gezeigt, dass mit geeigneten Fertigungsverfahren Kreuzdrallrohre durchaus wendelförmig gebogen werden können. Die vorteilhaften Eigenschaften der Kreuzdrallrohre können daher mit der Erfindung auch in Wärmetauschern genutzt werden, in denen vor allem Heizmedien mit niedriger Viskosität wie Heizwasser im Schwimmbadbereich eingesetzt werden.
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Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere für Schwimmbäder, mit einem im Wesentlichen zylindrischen Gehäuse, das Anschlüsse zum Zu- und Ablauf eines ersten Mediums aufweist, welches das Gehäuse im Wesentlichen im Betrieb des Wärmetauschers axial durchströmt, und einer Rohrführung für ein zweites Medium, die im Inneren des Gehäuses angeordnet ist und sich zumindest über einen großen Teil des Gehäuseinneren längsaxial erstreckt. Die Rohrführung weist mindestens ein Rohr auf, das zumindest abschnittsweise aus einem wendelförmig gebogenen Kreuzdrallrohr besteht. Das Kreuzdrallrohr kann ein metallisches Kreuzdrallrohr sein, um eine ausreichende Stabilität und Langlebigkeit zu besitzen und vor allem hohen Drücken des ersten Medium standhalten zu können.
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Insbesondere besteht das Rohr vollständig aus einem wendelförmig gebogenen Kreuzdrallrohr und weist mindestens sechs, insbesondere neun Windungen auf. Dadurch kann eine für den Einsatz in Schwimmbädern mittlerer Größe ausreichende Heizleistung erzielt werden. Selbstverständlich können auch andere Windungszahlen, Durchmesser der Wendel und des Kreuzdrallrohres verwendet werden, um gewünschte Heizleistungen und Durchlaufmengen von zu heizendem Medium erzielen zu können.
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Das Rohr kann in Radialrichtung verlaufende im Wesentlichen gerade Endabschnitte zum Verbinden mit einem Kreislauf für das zweite Medium aufweisen. Vor allem fertigungstechnisch weisen die geraden Endabschnitte Vorteile auf. So ermöglichen sie beispielsweise die Einführung von Dornen zum Biegen des Kreuzdrallrohres. Weiterhin können Sie auf dem Gehäuse für Anschlüssen an einen Kreislauf des zweiten Mediums, insbesondere einen Heizwasserkreislauf, herausgeführt und am Gehäuse fixiert werden.
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Innerhalb des wendelförmig gebogenen metallischen Kreuzdrallrohrs kann ein Verdrängungskörper angeordnet sein, der das erste, das zylindrische Gehäuse axial durchströmende Medium derart verdrängt, dass es um die Wendeln der Rohrführung für das zweite Medium geleitet wird. Hierdurch kann vermieden werden, dass das erste Medium teilweise nicht geheizt wird.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft ein wendelförmig gebogenes Kreuzdrallrohr für einen Wärmetauscher, insbesondere für Schwimmbäder, nach der Erfindung. Insbesondere ist das wendelförmig gebogene Kreuzdrallrohr aus einem hochwertigen und widerstandfähigen, vor allem gegenüber Korrosion wenig anfälligen metallischen Material gefertigt.
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Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.
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In der Beschreibung, in den Ansprüchen, in der Zusammenfassung und in der Zeichnung werden die in der hinten angeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet.
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Die Zeichnung zeigt in
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1 ein Ausführungsbeispiel eines Wärmetauscher für den Schwimmbadbereich gemäß der Erfindung; und
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2 ein wendelförmig gebogenen metallischen Kreuzdrallrohr als Rohrführung gemäß der Erfindung für den in 1 gezeigten Wärmetauscher.
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In der folgenden Beschreibung können gleiche, funktional gleiche und funktional zusammenhängende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Absolute Werte sind im Folgenden nur beispielhaft angegeben und sind nicht als die Erfindung einschränkend zu verstehen.
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Der in 1 gezeigte Schwimmbad-Wärmetauscher weist ein zylindrisches, metallisches Gehäuse 10 mit einem Anschluss 12 für einen Badewasser-Zulauf vom Filter für Schwimmbadwasser und einem Anschluss 14 für einen Badewasser-Ablauf zum Schwimmbecken auf. Das durch den mit dem Anschluss 12 verbundenen Zulauf in das Gehäuse 10 strömende gefilterte Schwimmbadwasser (erstes, zu erhitzendes Medium) strömt axial durch das Gehäuse, wird während des Durchströmens erhitzt und verlässt das Gehäuse über den mit dem Anschluss 14 verbundenen Badewasser-Ablauf, um ins Schwimmbecken zu strömen.
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Im Gehäuse 10 ist eine Rohrführung 16 für ein zweites Medium angeordnet. Das zweite Medium dient zum Erhitzen des ersten Mediums und kann beispielsweise Heizwasser sein, das über einen Primär-Heizungsvorlauf der Rohrführung 16 zugeführt und über einen Rücklauf aus der Rohrführung 16 abgeführt wird.
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Die Rohrführung 16 weist ein wendelförmig gebogenes metallisches Kreuzdrallrohr auf (Kreudrallrohr-Wendel), von dem ein Ausführungsbeispiel in 2 gezeigt ist. Die in 2 gezeigte Kreuzdrallrohrwendel hat neun Windungen. Grundsätzlich können die Anzahl der Windungen, der Durchmesser der Windungen und des Kreuzdrallrohres an die Einsatzanforderungen des Wärmetauschers angepasst werden, insbesondere um eine gewünschte Heizleistung und Durchflussmenge an zu heizendes Schwimmbadwasser zu erzielen.
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Im Innern der Kreuzdrallrohrwendel 16 ist ein zylinderischer Badewasser-Verdrängungskörper 22 angeordnet, der durch Zwischenböden verschlossen ist, so dass das axial durch das Gehäuse 10 strömende Schwimmbadwasser um den Verdrängungskörper 22 herum über die Wendel des Kreuzdrallrohres 16 geleitet wird. Hierdurch wird vermieden, dass Schwimmbadwasser durch dass Innere der Kreuzdrallrohrwendel 16 fließt und nicht durch die Wendel aufgeheizt wird.
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In dem durch das Kreuzdrallrohr der Wendel 16 fließenden zweiten Medium, das Im Fall von Heizwasser eine relativ hohe Viskosität aufweist, entstehen insbesondere an der Kreuzdrallrohrinnenwand aufgrund des Kreuzdralls Turbulenzen, die eine sich in der Rohrinnwand ausbildende laminare Schicht in der Strömung des zweiten Mediums effektiv aufbrechen. Derartige laminare, relativ dicke Schichten bilden sich vor allem an relativ glatten Rohrinnenwänden bei hochviskosen Medien aufgrund von Unterschieden in der Strömungsgeschwindigkeit aus und beeinträchtigen einen effizienten Wärmeübergang vom zweiten Medium in die Rohrwand und damit ein effizientes Aufheizen des ersten Mediums.
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Um die Kreuzdrallrohrwendel 16 im Gehäuse 10 befestigen zu können, weist die Wendel 16 gerade Endabschnitte 18 und 20 für den Heizwasser-Rücklauf bzw. den Heizwasser-Vorlauf auf. Diese geraden Endabschnitte 18 und 20 können beispielsweise mit der Wandung des Gehäuses 10 durch Schweißen verbunden werden und teilweise – wie in 1 gezeigt – aus dem Gehäuse 10 herausragen, so dass daran Anschlüsse für den Heizwasser-Vorlauf und -Rücklauf montiert werden können.
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Die Erfindung ermöglicht durch den Einsatz eines wendelförmig gebogenen insbesondere metallischen Kreuzdrallrohres einen Wärmetauscher mit einer vergleichsweise hohen Energieeffizienz.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- zylindrisches Gehäuse des Schwimmbad-Wärmetauschers
- 12
- Anschluss für Badewasser-Zulauf vom Filter
- 14
- Anschluss für Badewasser-Ablauf zum Becken
- 16
- Kreudrallrohr-Wendel für Heizwasser
- 18
- gerader Endabschnitt der Kreudrallrohr-Wendel für Heizwasser-Rücklauf
- 20
- gerader Endabschnitt der Kreudrallrohr-Wendel für Heizwasser-Vorlauf
- 22
- Badewasser-Verdrängungskörper
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10051756 A1 [0002, 0003]
