DE2842215A1

DE2842215A1 - Verfahren und vorrichtung zum zufuehren von waermeenergie in einen waermetauscher und zum entnehmen der waermeenergie aus diesem waermespeicher

Info

Publication number: DE2842215A1
Application number: DE19782842215
Authority: DE
Inventors: Uwe Hansen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-09-28
Filing date: 1978-09-28
Publication date: 1980-04-17

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Zuführen vun Wärmeenergie
in einen Wärmetauscher und zum Lntnehmen der WarmeenerOie aus diesem Wärmespicher Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zuführen von Wärmeenergie in einen Wärmetauscher und zum Entnehmen der Wärmeenergie aus diesem Warmetauscher unter Verwendung von wenigstens zwei voneinander anabhängigen Rohrleitungssys temen, die von einelil strömenden Wärmeträgermedium durchflossen werden, von denen das eine Rohrleitungssystem zur Wärmezufuhr in, und das andere Rohrleitungssystem zur Wärme entnahme aus dem Wärmetauscher vorgesehen ist.
Bei den bekannten Wärmetauschern zur Brauchwassererwärmung befindet sich das Rohrleitungssystem zur Wärmezufuhr, meist gewendelt, in einem Behälter, der in den Rohrleitungskreislauf zur Brauchwasserentnahme integriert ist.
Da jedoch der Rohrleitungskreislauf zur Brauchwasserentnahme ständig unter Druck steht, ist es erforderlich, auch diesen Behälter druckfest auszubilden. Diese Druckbehälter sind sehr teuer und nehmen von dem Gesamtpreis einer Brauchwasseranlage einen unverhältnismäßig hohen Anteil ein.
Aufgabe der Erfindung war es daher, einen Brauchwasserwärmetauscher zu schaffen, der auf das Erfordernis eines Druckbehälters verzichten kann.
Diese Aufgabe wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß die Wärmeenergie von dem Wärmeträgermedium in dem Rohrleitungssystem zur Wärmezufuhr auf das Wärmeträgermediula in dem Rohrleitungssystem zur Wärmeentnahme von einem flüssigen Medium, das beide Rohrleitungssystem gemeinsam umgibt, übertragen wird, und daß die Wärme aus dem Wärmetauscher oberhalb der Wärmezufuhr in den Wärmetauscher entnommen wird.
Da hierbei das flüssige Medium in dem Behälter lediglich zur Aufnahme und Übertragung der Wärme energie auf das Rohrleitungssystem zur Brauchwasserentnahme dient, ist nur ein einfacher, billiger Blechbehälter nötig.
Es ist eine bekannte physikalische Tatsache, daß ein sich erwärmendes flüssiges Medium aufsteigt und abgekühlt Wasser absinkt. Um ein so zirkulierendes Medium für eine Wärmeübertragung optimal zu nutzen, ist es erforderlich, diesen Wärmestrom in feste thermische Bahnen zu lenken.
Dies wird gemäß einer weiteren Verwirklichung des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch gelöst, daß das Medium in dem Rohrleitungssystem zur Wärmezufuhr von innen nach außen, und in dem darüber angeordneten Rohrleitungssystem zur Wärmeentnahme von außen nach innen durchgeleitet wird.
Auf diese Weise wird das Wärmeübertragungsmedium in dem Behälter in der unteren Hälfte im Zentrum am stärksten erwärmt und steigt in der Mitte als heiße Säule nach oben.
In der oberen Hälfte wird die Wärme dann abgegeben, und das abgekühlte Medium sinkt an der Außenwand des Behälters ab und wird unten angekommen wieder erwärmt.
Durch das von außen nach innen fließende Medium in dem Rohrleitungseystem zur Wärmeentnahme wird außerdem erreicht, daß das Medium von der Restwärme des bereits am Außenrand absinkenden Übertragungsmediums vorgewärmt wird.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß jedes der beiden von dem flüssigen Übertragungsmedium umgebenen Rohrleitungssysteme aus wenigstens zwei miteinander verbundenen, senkrecht orientierten, zylindrischen Rohrleitungswickeln mit unterschiedlichen Durchmessern besteht, daß jeweils der größere Rohrleitung wickel den kleineren umgibt, und daß das Rohrleitungssystem zur Wärme entnahme oberhalb des Rohrleitungssystems zur Wärmezufuhr fluchtend mit ihren zylindrischen Rohrleitungswickeln angeordnet ist.
Durch diese Anordnung wird neben der thermischen Stabilisierung des zirkulierenden Mediums zusätzlich ein mechanisches stabilisierungselement durch die Rohrleitungs wicklungen gewährleistet, wobei in dem kleinsten Rohrleitungswickel der Wärmestrom wie in einem "Kamin" aufsteigt.
Das erflndungsgemäße Verfahren wird anhand des gezeichneten Ausführungsbeispiels erläutert.
In der Zeichnung ist nlit 1 in seiner Gesamtheit der Wärme tauscher bezeichnet, bestehend aus einem mit einer Isolierschicht 2 versehenen Behälter 3, in welchem das Rohrlei.-tungssystem zur Wärmezufuhr 4 und das Rohrleitungssystem zur Wärme entnahme 5 übereinander vorgesehen und umgeben von dem flüssigen Wärmeübertragungsmedium 6 angeordnet sind.
Das Rohrleitungssystem zur Wärmezufuhr 4 besteht aus den beiden zylindrischen Rohrleitungawickeln 7 und 8 mit dem Einfluß 9 und dem Ausfluß Zo.
Das Rohrleitungssystem zur Wärmeentnahme 5 besteht aus den beiden zylindrischen Rohrleitungswickeln 11 und 12 mit dem Einfluß 13 und dem Ausfluß 14.
Mit 15 ist der mit Pfeilsymbolen versehene gestrichelt dargestellte schematische Zirkulationsfluß des Wärmeübertragungsmediums ó bezeichnet. Die innerhalb des zylindrischen Rohrleitungswickels 7 dargestellten pfeile ib sollen die Wärmeabgabe von dem Rohrleitungssystem zur Wärmeabgabe 4 an das dort aufsteigende Wärmeübertragungsmedium 6 darstellen, und die innerhalb des zylindrischen Rohrleitungswickels 11 dargestellten pfeile 17 sollen die Wärmeabgabe an das Rohrleitungssystem zur Wärmeentnahme 5 darstellen. Das abgekühlte Wärmeübertragungsmedium ó sinkt an dem Außenrand des Behälters 3 wieder ab, wo diesem durch das in dem zylindrischen Rohrleitungswickel 13 strömende Medium noch weitere Wärme entzogen wird, während der Rohrleitungswickei 8 das noch absinkende Wärmeübertragungsmedium 6 bereits wieder vorwärmt, bis es durch Wärmeabgabe von dem Rohrleitungswickel 7 erhitzt wird und in diesem wieder aufsteigt.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche 1) Verfahren zum Zuführen von Wärmeenergie in einen Wärmetauscher und zum Entnehmen der Wärmeenergie aus diesem Wärmetauscher unter Verwendung von wenigstens zwei voneinander unabhängigen Rohrleitungssystemen, die von einen s trömenden Wärmeträgermedium durch£lo ss en werden, von denen das eine Rohrleitungssystem zur Wärmezufuhr in, und das andere Rohrleitungssystem zur Wärmeentnahnie aus dem Wärmetauscher vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet;, daß die Wärmeenergie von dem Wärmeträgermedium in dem Rohrleitungssystem zur Wärmezufuhr (4) auf des Wärmeträgermedium in dem Rohrleitungssystem zur Wärmeentnahme (5) von einem flüssigen Medium (6), das beide Rohrleitungssysteme (4,5) gemeinsam umgibt, übertragen wird, und daß die Wärme aus dem Wärmetauscher (1) oberhalb der Wärmezufuhr in den Wärmetauscher (1) entnommen wird.
2) Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Medium in dem Rohrleitungssystem zur Wärmezufuhr (4) von innen nach außen, und in dem darüber angeordneten Rohrleitungssystem zur Wärmeen-tnahme (5) von außen nach innen durchgeleitet wird.
3) Vorriohtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1) dadurch gekennzeichnet, daß Jedes der beiden von dem flüssigen Ubertragungsmedium (6) umgebenen Rohrleitungssysteme (4,5) aus wenigstens zwei miteinander verbundenen, senkrecht orientierten, zylindrischen Rohrleitungswickel (7,8 und 11,12) mit unterschiedlichen Durchmessern besteht, daß jeweils der größere Rohrleitungswickel (18 bzw. 13) den kleineren umgibt, und daß das Rohrleitungssystem zur Wärmeentnahme (5) oberhalb des Rohrleitungssystems zur Wärmezufuhr (4) fluchtend mit ihren zylindrischen Rohrleitungswickeln (7,11 und 8,13) angeordnet ist.