DE202014101519U1

DE202014101519U1 - Heizgerät

Info

Publication number: DE202014101519U1
Application number: DE202014101519.1U
Authority: DE
Original assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Viessmann Climate Solutions SE
Priority date: 2013-03-04
Filing date: 2014-03-03
Publication date: 2014-05-22
Anticipated expiration: 2024-03-04

Abstract

Heizgerät, umfassend einen schraubenlinienförmig um einen Raum (1) gewendelten Wärmetauscher (2), wobei der Raum (1) axial von einem ersten und einem zweiten Deckelelement (3.1, 3.2) begrenzt ist, wobei im Raum (1) eine Trennwand (4) zur Aufteilung des Raumes (1) in einen ersten und einen zweiten Teilraum (1.1, 1.2) angeordnet ist, wobei am ersten Deckelelement (3.1) ein in den ersten Teilraum (1.1) ausmündender Brenner angeordnet ist, wobei in den zweiten Teilraum (1.2) ein Abgasanschluss (5) ausmündend ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasanschluss (5) am zweiten Deckelelement (3.2) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Heizgerät nach dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.
Ein Heizgerät der eingangs genannten Art wird von der Anmelderin hergestellt und unter dem Produktname VITOTWIN^® 300 W verkauft. Dieses Heizgerät besteht aus einem schraubenlinienförmig um einen Raum gewendelten Wärmetauscher (auch Inox-Radial^®-Wärmetauscher genannt), wobei der Raum axial von einem ersten und einem zweiten Deckelelement (so genannte ”Platinen”) begrenzt ist, wobei im Raum eine Trennwand zur Aufteilung des Raumes in einen ersten und einen zweiten Teilraum angeordnet ist, wobei am ersten Deckelelement ein in den ersten Teilraum (Brennkammer) ausmündender Brenner angeordnet ist, wobei in den zweiten Teilraum ein Abgasanschluss ausmündend ausgebildet ist. Der Abgasanschluss ist beim vorgenannten Heizgerät mit einem Stirling-Motor verbunden, d. h. das Heizgerät bildet ein so genanntes Micro-KWK, also ein Heizgerät, das aus Erdgas gleichzeitig Wärme und Strom gewinnt, und zwar basierend auf dem Kraft-Wärme-Kopplungsprinzip.
Bei der bekannten Lösung sind zwei benachbarte Wendeln des Wärmetauschers zur Ausbildung einer Eingangsöffnung für den Abgasanschluss auseinandergespreizt ausgebildet. An sich hat sich diese Lösung bestens bewährt, das genannte Heizgerät funktioniert einwandfrei.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Heizgerät der eingangs genannten Art weiter zu verbessern. Insbesondere soll die Anbindung des Abgasanschlusses konstruktiv vereinfacht werden.
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 Abgasanschluss am zweiten Deckelelement angeordnet ist.
Mit anderen Worten ausgedrückt, zeichnet sich die erfindungsgemäße Lösung dadurch aus, dass der Abgasanschluss an einer anderen Stelle, nämlich am zweiten Deckelelement, in den zweiten Teilraum eingeführt ausgebildet ist. Diese Maßgabe ist dabei an sich zunächst nachteilig, da sie aufgrund der Anordnung des Stirling-Motors im Heizgerät ein deutlich längeres Abgasrohr erforderlich macht, gleichzeitig, und dies ist der große Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung, ist es aufgrund dieser Umlenkung entbehrlich, die Wendeln auseinanderzuspreizen. Darüber hinaus kann außerdem auch noch auf die durch die Spreizung erforderliche zusätzliche Abdichtung einzelner Wendelspalte verzichtet werden.
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 einer bevorzugten Ausführungsform näher erläutert.
Es zeigt
1 im Schnitt das erfindungsgemäße Heizgerät (ohne Brenner);
2 in Seitenansicht das Heizgerät gemäß 1;
3 das Heizgerät gemäß 1 von hinten;
4 das Heizgerät gemäß 1 von vorne mit Blick auf die Trennwand;
5 perspektivisch das Heizgerät gemäß 1; und
6 perspektivisch und als Explosionsdarstellung das Heizgerät gemäß 1.
Das in den Figuren dargestellte Heizgerät, das typischer Weise als wandhängendes Heizgerät ausgebildet ist, besteht insbesondere (abgesehen von weiteren, nicht dargestellten Komponenten wie Heizgeräteregelung etc.) aus einem schraubenlinienförmig um einen Raum 1 gewendelten Wärmetauscher 2. Wie aus 1 ersichtlich, weist dieser Wärmetauscher 2 heizkreiswasserseitig bevorzugt einen rechteckigen Durchströmquerschnitt auf. Weiterhin ist der Raum 1 axial von einem ersten und einem zweiten Deckelelement 3.1, 3.2 begrenzt, wobei im Raum 1 eine Trennwand 4 zur Aufteilung des Raumes 1 in einen ersten und einen zweiten Teilraum 1.1, 1.2 angeordnet ist. Diesbezüglich ist, wie aus 1 ersichtlich, bevorzugt vorgesehen, dass der erste Teilraum 1.1 volumenmäßig größer, vorzugsweise mindestens um den Faktor 3 größer, als der zweite Teilraum 1.2 ausgebildet ist.
Ferner ist am ersten Deckelelement 3.1 ein in den ersten Teilraum 1.1 ausmündender Brenner (nicht dargestellt) angeordnet, d. h. der erste Teilraum 1.1 ist als Brennkammer ausgebildet, wobei das erste Deckelelement 3.1 einen Öffnungsbereich 3.1.1 zur Aufnahme des mit einer entsprechenden Brennerträgerplatte versehenen Brenners aufweist. Außerdem ist in den zweiten Teilraum 1.2 ein Abgasanschluss 5 ausmündend ausgebildet, der besonders bevorzugt, wie beim oben genannten Stand der Technik, mit einem Stirling-Motor (nicht dargestellt) verbunden ist.
Weiterhin ist in an sich bekannter Weise vorgesehen, dass der Wärmetauscher 2 in einem Gehäuse 8 angeordnet ist, das aus einem Mantelteil 8.1 und den beiden Deckelelementen 3.1, 3.2 gebildet ist. Der Mantelteil 8.1 umschließt dabei den Wärmetauscher 2 unter Ausbildung eines Abgasraums 9. Außerdem sind die Deckelelemente 3.1, 3.2 aus Aluminium, insbesondere Aluminiumguss, gebildet und axial in das Mantelteil 8.1 einschieb- und mit diesem abgedichtet verbindbar ausgebildet.
Ferner weist der Wärmetauscher 2 an seinen beiden Enden axial orientiert ausgerichtete, angeschweißte und rohrförmig ausgebildete Anschlussstutzen 10 auf, wobei an den Deckelelementen 3.1, 3.2 an die Anschlussstutzen 10 formangepasst ausgebildete und von diesen abgedichtet durchgriffene Öffnungen vorgesehen sind.
Wesentlich für das erfindungsgemäße Heizgerät ist nun, dass der Abgasanschluss 5 am zweiten Deckelelement 3.2 angeordnet ist. Hierzu ist mit Verweis auf 3 besonders bevorzugt am zweiten Deckelelement 3.2 eine Anschlussöffnung 3.2.2 für den Abgasanschluss 5 vorgesehen, wobei dieser weiterhin bevorzugt exzentrisch am zweiten Deckelelement 3.2 angeordnet ist.
Wie eingangs erläutert, führt diese erfindungsgemäße Maßgabe zu einer konstruktiv einfachen Anbindung zum Beispiel eines Stirling-Motors an den Wärmetauscher einer Brennkammer, was in an sich bekannter Weise dazu dient, dem Abgas des Stirling-Motors noch so viel Wärme wie möglich zu entziehen.
Wie insbesondere aus 1 und 6 ersichtlich, ist weiterhin besonders bevorzugt vorgesehen, dass am zweiten Deckelelement 3.2 ein Dämmungselement 6 angeordnet ist. Diese Dämmungselement 6 weist dabei einen Außendurchmesser auf, der angenähert dem Innendurchmesser des Wärmetauschers 2 entspricht.
Ferner ist (vorzugsweise exzentrisch) am Dämmelement 6 eine erste Durchgangsöffnung 6.1 für den Abgasanschluss 5 vorgesehen, wobei dieser ein die erste Durchgangsöffnung 6.1 am Dämmelement 6 durchgreifendes Endstück 5.1 mit einer Auslassöffnung 5.2 aufweist. Die Auslassöffnung 5.2 ist dabei in den zweiten Teilraum 1.2 in den Bereich zwischen Dämmelement 5 und Trennwand 4 ausmündend ausgebildet. Außerdem ist das Endstück 5.1 als Zylinderstück ausgebildet und die Auslassöffnung 5.2 auf einer Wandung des Zylinderstücks angeordnet.
Wie bereits oben erwähnt, ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass das Heizgerät an einer Wand eines Gebäudes befestigt ist, wobei der Abgasanschluss 5 im Bereich zwischen der Wand und dem zweiten Deckelelement 3.2 verlaufend angeordnet ist. Noch etwas genauer betrachtet und berücksichtigend, dass das Heizgerät ein typische Weise quaderförmiges, in den Figuren nicht dargestelltes Gehäuse umfasst, verläuft der Abgasanschluss 5 im Bereich zwischen der Rückwand des genannten Gehäuses und dem zweiten Deckelelement 3.2.
Weiterhin ist vorgesehen, dass das Dämmungselement 6 eine vorzugsweise zentrische zweite Durchgangsöffnung 6.2 für eine Befestigungseinrichtung 7 für die Trennwand 4 aufweist. Wie aus
1 und 6 ersichtlich, ist die Trennwand 4 dabei als flache, insbesondere metallische, Kreisscheibe ausgebildet. Außerdem weist sie einen Außendurchmesser auf, der angenähert dem Innendurchmesser des Wärmetauschers 2 entspricht.
Die genannte Befestigungseinrichtung 7 umfasst ein zylinderförmiges Trägerelement 7.1, das einerseits mit dem zweiten Deckelelement 3.2 andererseits mit der Trennwand 4 verbunden ist. Das Trägerelement 7.1 ist dabei zentrisch an der Trennwand 4 angeordnet. Außerdem definiert die Länge des Trägerelements 7.1 zusammen mit der Trennwand 4 und dem zweiten Deckelelement 3.2 die Tiefe des zweiten Teilraums 1.2.
Darüber hinaus ist vorgesehen, dass am zweiten Deckelelement 3.2 ein die zweite Durchgangsöffnung 6.2 zumindest teilweise durchgreifender Anordnungsbereich 3.2.1 für das Trägerelement 7.1 vorgesehen ist, wobei die Trennwand 4 am Trägerelement 7.1 und dieses am zweiten Deckelelement 3.2, insbesondere am Anordnungsbereich 3.2.1, angeschraubt ausgebildet ist. Wie aus 1 ersichtlich, wird dabei mit dem Trägerelement 7.1 das Dämmungselement 6 am zweiten Deckelelement 3.2 fixiert.
Das erfindungsgemäße Heizgerät funktioniert, wie folgt:

Die Anschlussstutzen 10 bilden den Vor- und Rücklaufanschluss eines Heizkreises eines Gebäudes, d. h. der Wärmetauscher 2 wird von Heizkreiswasser durchströmt. Um dieses zu erwärmen, wird einerseits mit dem (nicht dargestellten) Brenner ein Brennstoff, vorzugsweise Gas, verbrannt. Das dabei im ersten Teilraum 1.1 entstehende Abgas durchströmt die Spalten des Wendelrohrwärmetauschers, wird dabei massiv abgekühlt und gelangt dann in den Abgasraum 9 und von dort zu dem in allen Figuren zeichnerisch angedeuteten Abgasabfuhranschluss, der letztlich in den Schornstein des Gebäudes mündet.
Während der (nicht dargestellte) Brenner typischer Weise zur Deckung von Spitzenlasten dient, wird dem Wärmetauscher 2 zur Deckung der Grundlast das Abgas eines weiteren Wärmeerzeugers zugeführt. Dieser ist, wie erläutert, besonders bevorzugt als Strom und Wärme gewinnender Stirling-Motor ausgebildet, wobei dessen heißes Abgas über den Abgasanschluss 5, und damit insbesondere über das Entstück 5.1 bzw. die Auslassöffnung 5.2, in den Teilraum 1.2 gelangt. Um diesen Teilraum 1.2 wieder verlassen zu können, muss es durch die Spalten des über die gesamte Länge des Raumes 1 erstreckten Wendelrohrwärmetauschers strömen. Dabei gibt es in bekannter Weise seine Wärme an das Heizkreiswasser ab und gelangt schließlich ebenfalls in den Abgasraum 9 und von dort zu dem oben genannten Abgasabfuhranschluss.
Bezugszeichenliste

1: Raum
1.1: erster Teilraum
1.2: zweiter Teilraum
2: Wärmetauscher
3.1: erstes Deckelelement
3.1.1: Öffnungsbereich
3.2: zweites Deckelelement
3.2.1: Anordnungsbereich
3.2.2: Anschlussöffnung
4: Trennwand
5: Abgasanschluss
5.1: Endstück
5.2: Auslassöffnung
6: Dämmungselement
6.1: erste Durchgangsöffnung
6.2: zweite Durchgangsöffnung
7: Befestigungseinrichtung
7.1: Trägerelement
8: Gehäuse
8.1: Mantelteil
9: Abgasraum
10: Anschlussstutzen

Claims

Heizgerät, umfassend einen schraubenlinienförmig um einen Raum (1) gewendelten Wärmetauscher (2), wobei der Raum (1) axial von einem ersten und einem zweiten Deckelelement (3.1, 3.2) begrenzt ist, wobei im Raum (1) eine Trennwand (4) zur Aufteilung des Raumes (1) in einen ersten und einen zweiten Teilraum (1.1, 1.2) angeordnet ist, wobei am ersten Deckelelement (3.1) ein in den ersten Teilraum (1.1) ausmündender Brenner angeordnet ist, wobei in den zweiten Teilraum (1.2) ein Abgasanschluss (5) ausmündend ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasanschluss (5) am zweiten Deckelelement (3.2) angeordnet ist.
Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am zweiten Deckelelement (3.2) ein Dämmungselement (6) angeordnet ist.
Heizgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Dämmelement (6) eine erste Durchgangsöffnung (6.1) für den Abgasanschluss (5) vorgesehen ist.
Heizgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasanschluss (5) ein die erste Durchgangsöffnung (6.1) am Dämmelement (6) durchgreifendes Endstück (5.1) mit einer Auslassöffnung (5.2) aufweist.
Heizgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung (5.2) im zweiten Teilraum (1.2) in den Bereich zwischen Dämmelement (5) und Trennwand (4) ausmündend ausgebildet ist.
Heizgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Endstück (5.1) als Zylinderstück ausgebildet und die Auslassöffnung (5.2) auf einer Wandung des Zylinderstücks angeordnet ist.
Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizgerät an einer Wand eines Gebäudes befestigt ist, wobei der Abgasanschluss (5) im Bereich zwischen der Wand und dem zweiten Deckelelement (3.2) angeordnet ist.
Heizgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämmungselement (6) eine zweite Durchgangsöffnung (6.2) für eine Befestigungseinrichtung (7) für die Trennwand (4) aufweist.
Heizgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (7) ein zylinderförmiges Trägerelement (7.1) umfasst, das einerseits mit dem zweiten Deckelelement (3.2) andererseits mit der Trennwand (4) verbunden ist.
Heizgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Trägerelements (7.1) zusammen mit der Trennwand (4) und dem zweiten Deckelelement (3.2) die Tiefe des zweiten Teilraums (1.2) definiert.