DE202011002764U1

DE202011002764U1 - Heizgerät

Info

Publication number: DE202011002764U1
Application number: DE202011002764U
Authority: DE
Original assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Priority date: 2010-02-18
Filing date: 2011-02-15
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2021-02-16

Abstract

Heizgerät, umfassend einen Wärmeerzeuger (1), der mit einem Schalldämpfer (2) und mit einem Nachschaltwärmetauscher (3) versehen ist, wobei sowohl der Schalldämpfer (2) als auch der Nachschaltwärmetauscher (3) von einem heißen, vom Wärmeerzeuger (1) kommenden Abgas umströmbar ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalldämpfer (2) mindestens teilweise im Nachschaltwärmetauscher (3) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Heizgerät gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.
Ein Heizgerät der eingangs genannten Art ist nach der WO 2007/079730 A1 bekannt (siehe dort 3). Dieses besteht aus einem Wärmeerzeuger, der mit einem Schalldämpfer und mit einem Nachschaltwärmetauscher versehen ist, wobei sowohl der Schalldämpfer als auch der Nachschaltwärmetauscher von einem heißen, vom Wärmeerzeuger kommenden Abgas umströmbar ausgebildet sind. In diesen Fall ist der Wärmeerzeuger als Heizkessel ausgebildet, wobei das heiße Abgas zunächst durch einen am einen Ende des Heizkessels angeordneten Schalldämpfer und anschliessend durch den Nachschaltwärmetauscher strömt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Heizgerät der eingangs genannten Art kompakter auszubilden, wobei als Wärmeerzeuger aber nicht nur Heizkessel, sondern zum Beispiel auch Kraftwärme- oder Wärmekraftmaschinen in Betracht kommen.
Diese Aufgabe ist mit einem Heizgerät der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Schutzanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass der Schalldämpfer mindestens teilweise im Nachschaltwärmetauscher angeordnet ist.
Mit anderen Worten ist ein ein begrenztes Volumen umschliessender Wärmetauscher vorgesehen, wobei der Schalldämpfer mindestens teilweise innerhalb dieses Volumens angeordnet ist. Durch diese, mindestens teilweise Integration lässt sich das Bauvolumen des Heizgerätes deutlich verringern, wobei die Umschliessung des Schalldämpfers mittels des Wärmetauschers zusätzlich schalldämmende Wirkung hat.
Da Schalldämpfer immer auch eine Wirkungsgradverschlechterung mit sich bringen, zeichnet sich die erfindungsgemäße Lösung insbesondere dadurch aus, dass aufgrund der Dämmwirkung des Wärmetauschers letztlich ein kleinerer, den Wirkungsgrad weniger beeinflussender Schalldämpfer zum Einsatz kommen kann, d. h. die erfindungsgemäße Lösung führt wegen des kleineren Strömungswiderstands bei kleinerem Schalldämpfer bei gleicher Schalldämmwirkung zu einem besseren Wirkungsgrad des Heizgeräts.
Die Maßgabe, dass der Schalldämpfer und der Nachschaltwärmetauscher vom heißen Abgas ”umströmbar” ausgebildet sein sollen, bedeutet dabei insbesondere, dass der Schalldämpfer je nach spezieller Ausbildung sowohl umström- als auch durchströmbar ausgebildet ist. Der Nachschaltwärmetauscher als solches ist durchströmbar, wobei der eigentliche Wärmetauscher im Nachschaltwärmetauscher natürlich nur umströmbar ist, da es sonst zu einer Vermischung der wärmetauschenden Medien (zum Beispiel heißes Abgas, Heizkreiswasser) käme.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Schutzansprüchen.
Das erfindungsgemäße Heizgerät einschließlich seiner vorteilhaften Weiterbildungen gemäß der abhängigen Schutzansprüche wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigt
1 im Schnitt das Heizgerät mit einem als Wendelrohrwärmetauscher ausgebildeten Nachschaltwärmetauscher mit integriertem, als Schlitzabsorber ausgebildeten Schalldämpfer.
Das in 1 dargestellte Heizgerät besteht aus einem Wärmeerzeuger 1, der mit einem Schalldämpfer 2 und mit einem Nachschaltwärmetauscher 3 versehen ist. Der lediglich schematisch dargestellte Wärmeerzeuger 1 ist dabei insbesondere als schallerzeugendes Verbrennungsaggregat, also zum Beispiel als Heizkessel oder Verbrennungsmotor, ausgebildet. Wie bereits erwähnt, sind sowohl der Schalldämpfer 2 als auch der Nachschaltwärmetauscher 3 von einem heißen, vom Wärmeerzeuger 1 kommenden Abgas umströmbar bwz. durchströmbar ausgebildet.
Wesentlich ist nun mit Verweis auf 1, dass der Schalldämpfer 2 im Nachschaltwärmetauscher 3 angeordnet ist. Je nach konkreter konstruktiver Ausbildung ist aber auch eine nur teilweise Anordnung des Schalldämpfers 2 innerhalb des vom Nachschaltwärmetauscher 3 begrenzten Volumens möglich.
Wie ferner schematisch in 1 dargestellt, ist bei der bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass der Nachschaltwärmetauscher 3 einen von einem Gehäuse 4 umschlossenen, schraubenlinienförmig gewendelten Rohrwärmetauscher 5 enthält. Dabei ist das Gehäuse 4 zylindrisch mit zwei Stirnseiten 6 und einer Manteloberfläche 7 ausgebildet. Weiterhin weist der Nachschaltwärmetauscher 3 einen Zufuhranschluss 8 und einen Abfuhranschluss 9 für das heiße Abgas auf, wobei der Zufuhranschluss 8 an einer Stirnseite 6 des Gehäuses 4 angeordnet und in das begrenzte Volumen einmündend ausgebildet und wobei der Abfuhranschluss 9 an der Manteloberfläche 7 des Gehäuses 4 angeordnet ist.
Um den Schalldämpfer 2 bei der Montage des Heizgeräts möglichst einfach einsetzen und im Bedarfsfall möglichst leicht austauschen zu können, ist am Gehäuse 4 ein Deckelelement 10 vorgesehen. Dieses Deckelelement 10 ist bei der dargestellten Ausführungsform an einer dem Zufuhranschluss 8 gegenüberliegenden Stirnseite 6 positioniert, wobei der Schalldämpfer 2 am Deckelelement 10 angeordnet und mit diesem vom Gehäuse 4 demontierbar ausgebildet ist.
Wie weiterhin aus 1 ersichtlich, ist der Schalldämpfer 2 zylindrisch ausgebildet, wobei ein Außendurchmesser des zylindrischen Schalldämpfer 2 kleiner als ein Innendurchmesser des begrenzten Volumens ausgebildet ist und wobei vorzugsweise der zylindrische Schalldämpfer 2 eine kürzere oder maximal gleich lange Längserstreckung wie das begrenzte Volumen aufweist.
Als Schalldämpfer 2 kommt prinzipiell jede Bauart in Betracht. Dabei kann gemäß Wikipedia zwischen so genannten Reflexionsschalldämpfer und Absorptionsschalldämpfer unterschieden werden:
Der Reflexionsschalldämpfer enthält dabei mehrere Kammern, um das Prinzip der Schallreflexion zu nutzen. Beim mehrfachen Durchlaufen der Innenräume kommt es zu einer Mittelung der Schalldruckamplitude, was eine Reduzierung der Schalldruckspitzen zur Folge hat. Reflexionen werden in einem Schalldämpfer durch Prallwände, Querschnittserweiterungen und -verengungen erzeugt. Jedoch erhöht sich, abhängig von der Konstruktionsweise der Abgasgegendruck. Durch Reflexion werden im Schalldämpfer hauptsächlich die tiefen Frequenzen gedämpft.
Der Absorptionsschalldämpfer enthält poröses Material, im Regelfall Steinwolle, Glaswolle oder Glasfaser, das die Schallenergie teilweise absorbiert, das heißt, in Wärme umwandelt.
Der Effekt der Schallabsorption wird durch die Mehrfachreflexion verstärkt. Beim erfindungsgemäßen Heizgerät ist damit eine Reduzierung des Abgaslärms um 5 bis 10 dB(A) möglich, was einer Verringerung des Schalldrucks um den 2 bis 4 entspricht. Durch Absorption werden im Schalldämpfer hauptsächlich die oberen Frequenzen gedämpft. Vorzugsweise werden beim erfindungsgemäß verwendeten Schalldämpfer beide Verfahren kombiniert, um ein möglichst breites Frequenzspektrum abzudecken.
Als besonders bevorzugt hat es sich allerdings erwiesen, den Schalldämpfer 2 als so genannten Schlitzabsorber auszubilden, wobei zur weiteren Erläuterung auf einen den Anmeldungsunterlagen beigefügten Baulink-Beitrag verwiesen wird, der einen solchen Schlitzabsorber an dem eingangs erwähnten Heizkessel gemäß der WO 2007/079730 A1 offenbart und der auch unter dem Permanentlink http://www.baulinks.de/webplugin/2009/1815.php4?n im Internet zu finden ist.
Die beiden Strömungspfeile in 1 deuten schließlich die Strömung des heißen Abgases an, das vom Wärmeerzeuger 1 kommt und über den Zufuhranschluss 8 ins Innere des zylindrischen Wendelrohrwärmetauschers (Nachschaltwärmetauscher 3) einströmt. Dort ist der Schalldämpfer 2 (Schlitzabsorber) angeordnet und nimmt einen großen Teil der emittierten Schallwellen auf, bevor das Abgas durch zwischen den Rohren des Wärmetauschers vorgesehene Spalten zum Abfuhranschluss 9 strömt.
Bezugszeichenliste

1: Wärmeerzeuger
2: Schalldämpfer
3: Nachschaltwärmetauscher
4: Gehäuse
5: Rohrwärmetauscher
6: Stirnseite
7: Manteloberfläche
8: Zufuhranschluss
9: Abfuhranschluss
10: Deckelelement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2007/079730 A1 [0002, 0021]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

http://www.baulinks.de/webplugin/2009/1815.php4?n [0021]

Claims

Heizgerät, umfassend einen Wärmeerzeuger (1), der mit einem Schalldämpfer (2) und mit einem Nachschaltwärmetauscher (3) versehen ist, wobei sowohl der Schalldämpfer (2) als auch der Nachschaltwärmetauscher (3) von einem heißen, vom Wärmeerzeuger (1) kommenden Abgas umströmbar ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalldämpfer (2) mindestens teilweise im Nachschaltwärmetauscher (3) angeordnet ist.
Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachschaltwärmetauscher (3) ein begrenztes Volumen umschließt, in dem der Schalldämpfer (2) mindestens teilweise angeordnet ist.
Heizgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachschaltwärmetauscher (3) einen von einem Gehäuse (4) umschlossenen, schraubenlinienförmig gewendelten Rohrwärmetauscher (5) umfasst.
Heizgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) zylindrisch mit zwei Stirnseiten (6) und einer Manteloberfläche (7) ausgebildet ist.
Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachschaltwärmetauscher (3) einen Zufuhranschluss (8) und einen Abfuhranschluss (9) für das heiße Abgas aufweist, wobei der Zufuhranschluss (8) vorzugsweise an einer Stirnseite (6) des Gehäuses (4) angeordnet und in das begrenzte Volumen einmündend ausgebildet ist, wobei der Abfuhranschluss (9) vorzugsweise an der Manteloberfläche (7) des Gehäuses (4) angeordnet ist.
Heizgerät nach Anspruch Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse (4) ein Deckelelement (10) vorgesehen ist.
Heizgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalldämpfer (2) am Deckelelement (10) angeordnet und mit diesem vom Gehäuse (4) demontierbar ausgebildet ist.
Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalldämpfer (2) zylindrisch ausgebildet ist, wobei vorzugsweise ein Außendurchmesser des zylindrischen Schalldämpfer (2) kleiner als ein Innendurchmesser des begrenzten Volumens ausgebildet ist, wobei vorzugsweise der zylindrische Schalldämpfer (2) eine kürzere oder maximal gleich lange Längserstreckung wie das begrenzte Volumen aufweist.
Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalldämpfer (2) als Schlitzabsorber ausgebildet ist.
Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeerzeuger (1) als schallerzeugendes Verbrennungsaggregat ausgebildet ist.