DE2117222B2 - HEAT EXCHANGER FOR WATER HEATING - Google Patents
HEAT EXCHANGER FOR WATER HEATINGInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher zur Wassererhitzung mit Lamellenrohren von rechteckigem oder quadratischem Querschnitt, die in einer Ebene angeordnet und untereinander verbunden .-,owie von einem wärmeleitenden Blechrahmen umschlossen sind.The invention relates to a heat exchanger for heating water with finned tubes from rectangular or square cross-section, arranged in one plane and connected to one another .-, as well as from a thermally conductive sheet metal frame are enclosed.
Neben solchen Wärmetauschern sind auch Lamellenheizkörper bekannt, die rundum von einem Blechrahmen umgeben sind. Dabei werden die Rahmenteile, die von den Rohren durchsetzt werden, durch die mit ihnen verlöteten Rohre gekühlt. Die Abschnitte des Rahmens, die parallel zu den Lamellenrohren liegen, geben ihre Wärme über die Enden der mit ihnen durch Löten wärmeleitend verbundenen Lamellennbschnitte des Lamellenkörpers ab. Außerdem gelu.i sie nach unten in den Brennschacht des Gas-Durchlauferhitzers über, der durch die Heizkörperrohrschlange gekühlt wird. Diese Heizkörperrohrschlange ist in der Lage, einen Teil der Wärme von den zu den Lamellenrohren parallelen Abschnitten des Rahmens aufzunehmen. Trotzdem sind die Wärmeübergangsverhältnisse bei dieser vorbekannten Anordnung ungünstig.In addition to such heat exchangers, there are also lamellar radiators known, which are surrounded all around by a sheet metal frame. The frame parts, which are penetrated by the pipes, cooled by the pipes soldered to them. The sections of the frame, which are parallel to the finned tubes, give their heat over the ends of the lamellar sections of the lamellar body connected to them in a thermally conductive manner by soldering. aside from that gelu.i it down into the combustion shaft of the gas flow heater through the radiator pipe coil is cooled. This radiator coil is able to absorb some of the heat from the sections of the frame that are parallel to the lamellar tubes. Nevertheless, the heat transfer conditions are unfavorable in this previously known arrangement.
Es sind weiterhin Gas-Durchlauferhitzer bzw. There are still gas water heaters or
Durchlauferhitzer die mit einem Ölvergasungsbrenner arbeiten, bekannt, bei denen der Lamellenkörper einen Brennschacht abschließt, der auß-n von der vorbeigeführten Verbrennungsluft gekühlt wird und keine Heizkörperrohrschlange trägt.Instantaneous water heater with an oil gasification burner work, known, in which the lamellar body closes a combustion shaft, the outside-n of the Combustion air passed by is cooled and does not carry a coil of radiators.
ίο Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Wärmetauscher der eingangs erwähnten Art die Wärmeübergangsverhältnisse an den zu den Lame! lenrohren parallelen Abschnitten des Rahmens zu verbessern.ίο The invention is based on the object at a Heat exchanger of the type mentioned at the beginning, the heat transfer conditions to the Lame! lenrohren to improve parallel sections of the frame.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Lamellenrohre einen hochkant-rechtek kigen Querschnitt aufweisen und die parallel zu der Lamellenrohren liegenden Abschnitte des Rahmes, unmittelbar mit den äußeren Seitenwänden der beide:.According to the invention, this object is achieved in that the lamellar tubes have an upright right-angled shape have kigen cross-section and the sections of the frame lying parallel to the lamellar tubes, immediately with the outer sidewalls of both:
so äußeren Lamellenrohre verbunden sind.so outer fin tubes are connected.
Die erfindungsgemäße Ausbildung ist besondervorteilhaft, wenn der Rahmen des Lamellenblocke nach unten durch eine kappenartige Erweiterung \erlangen und auf C.;m oberen Rand eines Heizschachic-.The inventive training is particularly advantageous when the frame of the lamella block downwards through a cap-like extension and on C.; m the upper edge of a Heizschachic-.
angeordnet ist.is arranged.
Die kappenartige Verlängerung des Rahmens leite! das Heizgas zum Lamellenkörper. Die dabei von de' Kappe aufgenommene Wärme soll an das Wasser W1. .-tergeleitet werden. Aus den Rahmenabschnitten, dieGuide the cap-like extension of the frame! the heating gas to the lamellar body. The heat absorbed by de 'cap should be transferred to the water W 1 . .-be derived. From the frame sections that
von den Lamellenrohren durchsetzt sind, kann die Wärme durch die Lötverbindungen zwischen Rahmen und Lamellenrohren an das Wasser fließen. Aus den Abschnitten des Rahmens, die den Lamellenrohren parallelliegen, wird die Wärme erfindungsgemäß du-are penetrated by the finned tubes, the heat can through the soldered connections between frames and lamellar pipes to the water flow. From the sections of the frame that will hold the finned tubes lie parallel, the heat is according to the invention du-
durch auf kürzestem Wege an die Lamellenrohre ν eitergeleitet, daß diese Rahmenabschnitte flach mit den ebenso flachen außen liegenden Seiten der beiden äußeren Lamellenrohre wärmeleitend verbunden sind. Das geschieht deshalb, weil die bisher üblichen, gegenüber den äußeren Lamellenrohren vorstehenden, und diese Rohre umschließenden Endabschnitte der Lamellen über ihre Endkanten die große, von der Kappe aufgenommene Wärmemenge nicht zusätzlich an das äußere Lamellenrohr weiterleiten können, da bei der bekannten Anordnung zwischen dem Rahmen und dem letzten Lamellenrohr noch Heizgase durchströmen und diese Lamellenflächen durch das Heizgas ohnehin beheizt werden.through the shortest route to the lamellar tubes ν, that these frame sections are flat with the equally flat outer sides of the two outer ones Lamellar tubes are connected in a thermally conductive manner. This happens because the previously usual, opposite the outer lamellar tubes protruding, and these tubes enclosing end portions of the Lamellas do not additionally absorb the large amount of heat absorbed by the cap over their end edges can pass on to the outer lamellar tube, as in the known arrangement between the frame and the last lamellar tube still flow through heating gases and these lamellar surfaces through the heating gas be heated anyway.
Weite"': Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Width "': Refinements and advantageous developments of the invention emerge from the subclaims.
Die Erfindung ist nachstehend an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below using exemplary embodiments with reference to the drawings explained. It shows
Fig. 1 einen Vertikalschniti durch den Lamellcnkörper, 1 shows a vertical section through the lamellar body,
Fig. 2 die Draufsicht auf denselben,
F i g. 3 einen quer zu den Latnellenrohren gelegten Schnitt durch einen Lamellenblock bei einer anderen
Ausführungsform,Fig. 2 is a plan view of the same,
F i g. 3 shows a section through a lamellar block in another embodiment, placed transversely to the lantern tubes,
Fig. 4 die Draufsicht auf den Lamellenblock nach Fig. 3,Fig. 4 shows the plan view of the lamella block according to Fig. 3,
Fig. 5 einen Schnitt durch einen Einrohr-Lamellenabschnitt, 5 shows a section through a single-tube lamellar section,
F i g. 6 einen Schnitt durch einen Zweirohr-Lamellenabschnitt, F i g. 6 a section through a two-pipe lamellar section,
Fig. 7 einen Schnitt durch einen Einrohr-Endrohr-Lamellenabschnitt, 7 shows a section through a single-pipe end pipe lamella section,
Fig. 8 einen Schnitt durch einen Zweirohr-Endrohr-Lamellenabschnitt, 8 shows a section through a two-pipe end pipe fin section,
Fig. 9 einen Längsschnitt durch ein Lamellenrohr eines Lamellenblockes mit Rahmenabschnitt und seiner Erweiterung.9 shows a longitudinal section through a lamellar tube of a lamellar block with a frame section and its Extension.
Die Lamellenrohre I von rechteckigem oder quadratischem Querschnitt sind in einer Ebene nebeneinander angeordnet und untereinander durch Krümmer 2 verbunden. Am Anschluß 3 tritt das zu erhitzende Wasser ein und wird nach dem Erhitzen über den Anschluß 4 weitergeleitet. Die Lamellenrohre 1 sind mit Lamellen 5 besetzt, die von der Oberseite her mit ihren Zungen 6 zwischen benachbarte Rohre gesteckt und mit ihnen durch Löten verbunden sind. Die Lamellen liegen oben an den Schmalseiten 1' an und sind hier ebenfalls mit den Rohren verlötet. Die oberen, äußeren Enden 8 der 1 amellen übergreifen die äußeren Lamellenrohre und endigen mit den äußeren Seitenwänden 9 der Lamel-I. η rohre 1.The lamellar tubes I of rectangular or square Cross-sections are arranged side by side in one plane and one below the other through elbows 2 connected. The water to be heated enters at connection 3 and is after heating forwarded via port 4. The lamellar tubes 1 are occupied with fins 5, which of the Top side with their tongues 6 inserted between adjacent tubes and connected to them by soldering are. The slats are at the top of the narrow sides 1 'and are here also with the Pipes soldered. The upper, outer ends 8 of the 1 amellen overlap the outer lamellar tubes and end with the outer side walls 9 of the lamella-I. η tubes 1.
Der Lamellenblock ist von einem Rahmen 10 umschlossen, dessen beide Abschnitte 11 von den Lamellenrohren 1 durchdrungen werden und mit den Laniellenrohren durch Löten wärmeleitend verbunden sind. Die beiden anderen Abschnitte 12 liegen an den Seitenwänden 9 der äußeren Lamellenrohre an und sind mit diesen verlötet. Ebenso sind die Enden 8 der Lamellen 5 mit den Seitenwänden 9 durch Löten verbunden. The lamellar block is enclosed by a frame 10, whose two sections 11 are penetrated by the lamellar tubes 1 and with the Laniellrohren are connected in a thermally conductive manner by soldering. The other two sections 12 are on the Side walls 9 of the outer lamellar tubes and are soldered to them. Likewise, the ends 8 are the Lamellae 5 connected to the side walls 9 by soldering.
Der eckige Rahmen 10 ist nach unten verlängert und weist über die Mitten der Abschnitte 12 hinaus eine Erweiterung 13 auf und ist im Bereich der Rahmenecken 14, siehe Fig. 2 eingezogen. Der so gebildete Rand IS dient zum Auflegen auf den formgleichen, oberen Rand 16 einer Wand 17 unter Beilage eines Dichtringes 18. Der Heizscha~ht 19 wird durch die an ih.n allseitig vorbei zum Brenner des Erhitzers geleitete Verbrennungsluft gekühlt. Zur Führung der von einem Gebläse geförderten Luft ist der Heizschacht 19 von zwei konzentrischen Wänden 20 und 17 umgeben, durch die der äußere Ringkanal 21 gebildet wird, über den die Luft aufwärts strömt und nach I mkehren unterhalb der sich oben anschließenden Deckenringfläche 22 in den Ringraum 23 eintritt und dem Brenner zufließt. Die kappenartige Erweiterung 13 hat die Au'oabe, die Heizgase aus dem kreisrunden Heizschacht 19/17 in den eckigen Lamellenblock ('herzuleiten. Durch Anlage der Abschnitte 12 kann die von den Erweiterungen 13 aufgenommene Wärme auf dem kürzesten Wege unmittelbar an die äußeren Lamellenrohre abgegeben werden, so daß an dieser Stelle eine Überhitzung des Rahmens vermieden wird.The angular frame 10 is extended downwards and has an enlargement 13 beyond the middle of the sections 12 and is drawn in in the area of the frame corners 14, see FIG. 2. The edge IS formed in this way is used to lay on the upper edge 16 of the same shape of a wall 17 with the addition of a sealing ring 18. The heater 19 is cooled by the combustion air that is directed past it on all sides to the heater's burner. F for guiding the conveyed by a fan Lu t of the heating shaft 20 and 17 surround 19 concentric of two walls through which the outer annular channel 21 is formed, flows via the air upwards and I mkehren below the adjoining top ceiling ring surface 22 in the annular space 23 enters and flows to the burner. The cap-like extension 13 has the task of directing the heating gases from the circular heating shaft 19/17 into the angular lamellar block ('. By placing the sections 12, the heat absorbed by the extensions 13 can be given off directly to the outer lamellar tubes by the shortest route so that overheating of the frame is avoided at this point.
Fur den Wärmetausch bei einem ölbeheizten Wassererhitzer wird vorteilhaft der Lamellenkörper mit seinem Rahmen aus Stahl hergestellt. Die Lebensdauer eines solchen Lamellenkörpers ist vielfach größer als ein Lamellenkörper aus Kupfer.For heat exchange in an oil-heated water heater the lamellar body with its frame is advantageously made of steel. The lifespan such a lamellar body is many times larger than a lamellar body made of copper.
Der Schwefelgehalt bei Verbrennen von Öl ist etwa zehnfach höher als bei Verbrennen von Ferngas. Stahl ist gegenüber dem Kupfer schwefelbeständig.The sulfur content when burning oil is about ten times higher than when burning long-distance gas. stole is sulfur-resistant to copper.
In Fig. 3 ist der Lamellenblock aus den Einrohr-Lamellennbschnittcn 31 und den Endrohr-Lamellenabschnitten 32 zusammengesetzt. Der Einrohr-Lamellenabschnitt 3"> besteht aus dem im Querschnitt rechteckigen Lamellenrohr33, siehe auch Fig. 5, und den aufgesteckten Lamellen 34. Die Endrohr-Lamellenabschnitte 32 sind untereinander gleich und bestehen aus dem Lamellenrohr 33 und den Endlamellen 35. Die oberen, äußeren Enden 36 der Lamellen 35 übergreifen die äußeren Lamellenrohre und endigen mit deren äußeren Seitenwänden 37. Der Lamellenblock ist von einem Blechrahmen umschlossen, dessen beide Abschnitte 39 von den Lamellenrohr^n 33 durchdrungen werden und mit den Lamellenronien durch Schweißen (Löten) wärmeleitend verbunden sind. Die beiden anderen Abschnitte 38 liegen an denIn Fig. 3 the lamellar block is made up of the single-tube lamellar sections 31 and the tail pipe fin sections 32 assembled. The single-tube fin section 3 "> consists of the lamellar tube 33 with a rectangular cross-section, see also FIGS. 5, and the slipped-on lamellas 34. The tailpipe lamellar sections 32 are identical to one another and exist from the lamellar tube 33 and the end lamellas 35. The upper, outer ends 36 of the lamellas 35 overlap the outer lamellar tubes and end with their outer side walls 37. The lamellar block is enclosed by a sheet metal frame, the two sections 39 of which from the lamellar tube ^ n 33 are penetrated and with the Lamellenronien are connected in a thermally conductive manner by welding (soldering). The other two sections 38 are on the
ίο Seitenwänden 37 der äußeren Lamellenrohre 33 an und sind mit diesen verschweißt (verlötet). Ebenso sind die Enden 36 der Endlamellen 35 mit den Abschnitten 38 durch Schweißen (Löten) verbunden. Der eckige Rahmen ist nach unten verlängert undίο side walls 37 of the outer lamellar tubes 33 on and are welded (soldered) to them. Likewise, the ends 36 of the end lamellas 35 with the sections 38 connected by welding (soldering). The angular frame is extended downwards and
weist über die Mitten der Abschnitte 38 und 39 hinaus eine Erweiterung 40 auf und ist im Bereich der Rahrru-necken 41, siehe Fig. 4, eingezogen. Der so gebildete Rand 42 dient zum Auflegen auf den foringleichen oberen Rand eines z; «metrischen, einen Hei/has a widening 40 beyond the middle of the sections 38 and 39 and is drawn in in the area of the Rahrru-necken 41, see FIG. 4. The edge 42 thus formed is used to lay on the foringleichen upper edge of a z ; «Metric, a Hei /
ίο schacht umschließenden, hier nicht gezeichneten Blechmantels.ίο enclosing the shaft, not shown here Sheet metal jacket.
Beim Lamellenblock kann nach dem Ausführung beispiel, Fig. 4. das Kaltwasser oder bei einer Hei zungsanlaaedas Rücklaufwasser am Anschluß 43 einIn the case of the lamellar block, after the execution Example, Fig. 4. the cold water or, in the case of a heating system, the return water at connection 43
geführt und über den Anschluß 44 das heiße Wasser einer Brauchwasser-Entnahmesteüe zugeleitet oder als Vorlaufwasser mit einem Heizkreis verbundenout and fed through the connection 44 or the hot water of a hot water extraction unit connected to a heating circuit as flow water
werden.will.
Es können aus Lamellenrohrabschnitten Lamcllenblöcke verschiedener Breite zusammengesetzt werden. So können z.B. zwei Lamellenrohrab· schnitte, die zwischen den Endrohr-Lamellcnal· schnitten liegen, paarweise zu Zweirohr-Lamellenabschnitten nach Fig. 6 vereinigt werden, so daß beide Rohre von einer gemeinsamen Lamelle 45 übergriffer, sind. Ebensogut können nach Fig. 8 i_;ne oder beide Endrohr-Lamellenabschnitte 32 mit dem ersten be nachbarten Einrohr-Lamellcnnbschnitt /_u einem Zwcirohr-Endlamellenabschnitt vereinigt werden.Lamellae blocks of various widths can be assembled from lamellar tube sections. For example, two lamellar tube sections, which are located between the end tube lamellae sections, can be combined in pairs to form two-tube lamellar sections according to FIG. 6, so that a common lamella 45 overlaps both tubes. According to FIG. 8 i_ ; ne or both end tube lamellar sections 32 are combined with the first adjacent single-tube lamellar section / _u one twin-tube end lamellar section.
Mit einem einzigen Rohrquerschnitt und bei viei Lamellenforrr.en lass< η sieh Lamellenblocke verschiedener Breite und b<-i längeren Rohren beliebiger Länge zusammenstellen. Solche I.amellenkörper sind für Verbrennungskammern von rechteckigem Querschnitt ebensogut verwendbar.With a single pipe cross-section and with viei Lamella shapes let <η see lamella blocks of different Put together wide and b <-i longer pipes of any length. Such lamellar bodies are Can also be used for combustion chambers of rectangular cross-section.
Die Lamellenrohre können paarweise durch Kappen 46 verbunden werden, wodurch das durchfließende Wasser aus dem einen Lamrllenrohr bei Umkehrung seiner Fließrichtung durch das andere The lamellar tubes can be connected in pairs by caps 46, whereby the flowing through Water from one lamellar tube when its direction of flow is reversed through the other
5~ benachbarte Lamellenrohr hindurchgeleitet wird. DR-Kappen 46 sind dazu durch Schweißen (Löten) mit den Abschnitten 39 verbunden. Anstatt zweier Kappen 46 kann eine Kappe 47 verwendet werden, die ebenso wie die Kappen 46 mit den Abschnitten 39 verschweigt ist und in welcher ein Leitblech 48 angeordnet ist, welches die Führung des Wasserstromes übernimmt.5 ~ adjacent lamellar tube is passed through. DR caps 46 are connected to the sections 39 by welding (soldering). Instead of two caps 46, a cap 47 can be used which, like the caps 46 with the sections 39 is in silence and in which a baffle 48 is arranged, which guides the water flow takes over.
In Fig. 9 ist das Lamellenrohr 33 durch den Abschnitt 39 dicht hindurchgeführt und mündet in der Kappe 47, wobei das Leitblech 48 die Wasserführung übernimmt. Das Leitblech 48 braucht dem Leitweg des Wassers gegenüber der Innenwand der Kappe nicht vollständig abzudichten. Während sich an dem Abschnitt 39 des Rahmens nach unten die Erweite-In Fig. 9 the lamellar tube 33 is passed tightly through the section 39 and opens into the Cap 47, the guide plate 48 taking over the water flow. The baffle 48 takes the route of the water against the inner wall of the cap is not completely sealed. While on the Section 39 of the frame down the extension
rung 40 mit dem Rand 42 für den Mantel der Verbrennungskammer anschließt, sitzt auf dem oberen Rand des Abschnitts die Abgassammeihaube 49 für die Fortleitung der Abgase auf.tion 40 adjoins the edge 42 for the jacket of the combustion chamber, sits on the upper Edge of the section, the exhaust collection hood 49 for the forwarding of the exhaust gases.
Hierzu 1 Blau ZeichnungenFor this 1 blue drawings
Claims (6)
Priority Applications (5)
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Family Applications (1)
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| DE19617115A1 (en) * | 1995-04-26 | 1996-10-31 | Wilhelm Wingensiefen | Combustion chamber shaft with heat exchanger formed by serpentine pipe with bends and discs |
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1971
- 1971-04-08 DE DE19712117222 patent/DE2117222C3/en not_active Expired
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| DE2117222C3 (en) | 1973-12-20 |
| DE2117222A1 (en) | 1972-05-18 |
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