DE2905552A1

DE2905552A1 - Waermetauscher

Info

Publication number: DE2905552A1
Application number: DE19792905552
Authority: DE
Inventors: H-Juergen Dipl Ing Kohnke; Rudolf Schoppe
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 1979-02-14
Filing date: 1979-02-14
Publication date: 1980-08-28
Also published as: DE2905552C2

Description

Wärmetauscher
Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere zur Brauchwassererwärmung mittels Wärmepumpe oder Sonnenkollektor, bei dem in einem in einem ersten Wärmeträgerkreislauf liegenden Behälter ein in einem zweiten Wärmeträgerkreislauf liegender Rohrkörper angeordnet ist, wobei der Rohrkörper an einer oder zwei Montage stellen aus dem Behälter austritt.
Bei Wärmetauschern, die einerseits an einen Brauchwasserkreis und andererseits an einen Wärmeträgerkreis mit einem möglicherweise gesundheitsschädlichen flüssigen Wärmeträgermedium angeschlossen sind, besteht die Forderung nach einer Schutzeinrichtung. Diese soll verhindern, daß dann, wenn der eine Wärmeträgerkreis leckt, im Wärmetauscher das möglicherweise gesundheitsschädliche Wärmeträgermedium in den Brauchwasserkreis gelangt. Zur Lösung dieses Problems ist es bekannt, zwischen die beiden Kreise einen weiteren Wärmeträgerkreislauf zu schalten. Dies ist beispielsweise in der Literaturstelle "Elektrowärme International 30 (1972)", Seite A 35 bis A 38 beschrieben. Ein solcher Zwischenkreislauf erhöht die Kosten der Anlage beträchtlich und senkt deren Wirkungsgrad. Bei Wärmepumpen- oder Sonnenkollektoranlagen, bei denen die Investitionskosten möglichst niedrig gehalten werden sollen, kommt ein zusätzlicher Zwischenkreislauf nicht in Frage.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Wärmetauscher zu schaffen, bei dem der Störungsfall eines etwaigen Lecks einfach zu erkennen ist, bevor Wärmeträgermedium des einen Wärmeträgerkreislaufes in den anderen Wärmeträgerkreislauf eintreten kann.
Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe dadurch gelöst, daß der Behälter eine an die Wandung des Rohrkörpers angrenzende Trennungswandung aufweist und daß zwischen den Wandungen in Längsrichtung des Rohrkörpers wenigstens ein Kanal verläuft, der an der Montagestelle offen endet. Sollte ein derartiger Wärmetauscher durch Korrosionserscheinungen lecken, dann wird das Wärmeträgermedium in den Kanal eintreten und an der Montagestelle ausfließen. Der Störungsfall ist dadurch einfach festzustellen, bevor das Wärmeträgermedium in den Kreis des anderen Wärmeträgermediums eintreten kann. Die genannten Maßnahmen erhöhen die Herstellkosten des Wärmetauschers nur unwesentlich.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sind mehrere über den Umfang des Rohrkörpers verteilte Kanäle vorgesehen. Die Breite dieser Kanäle wird klein gehalten, um den notwendigen Wärmeübergang zwischen dem Rohrkörper und dem Behälter möglichst wenig zu beeinträchtigen Um eine für die Wärmeübertragung günstige dichte Anlage der Wandung des Rohrkörpers an der Trennungswandung des Behälters zu erreichen, sind die Kanäle vorzugsweise durch an einer der Wandungen geformte Sicken gebildet, wobei die mit den Sicken versehene Wandung federnd an der anderen Wandung anliegt. Vorteilhaft sind dabei die Sicken an der Trennungswandung des Behälters ausgebildet.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 einen Wärmetauscher schematisch, Fig. 2 einen Schnitt des Wärmetauschers längs der Linie II-II nach Figur 1 vergrößert und Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Wärmetauschers.
Bei dem Wärmetauscher nach Figur 1 ist ein zylindrischer Behälter 1 vorgesehen, der einen Außenmantel 2 und eine innere Trennungswandung 3 aufweist. Der Raum zwischen dem Außenmantel 2 und der Trennungswandung 3 ist mittels Stutzen 4, 5 an einen ersten Wärmeträgerkreislauf angeschlossen. Beispielsweise bildet den ersten Wärmeträgerkreislauf ein Brauchwasserkreis.
An der Trennungswandung 3 sind von oben nach unten - in Figur 1 - durchgehende Sicken 6 ausgeformt. Jede der Sicken 6 bildet einen Kanal 7. In den von der Trennungswandung 3 gebildeten rohrförmigen Raum ist ein Rohrkörper 8 eingeschoben, dessen Wandung mit 9 bezeichnet ist. Durch die Sicken 6 erhält die Trennungswandung 3 eine gewisse Elastizität, so daß sich der Innendurchmesser des von der Trennungswandung 3 gebildeten Raumes wenig kleiner auslegen läßt als der Außendurchmesser der Wandung 9 des Rohrkörpers 8. Es ist damit gewährleistet, daß in den Zonen zwischen den Kanälen 7 die Trennungswandung dicht an der Wandung 9 anliegt.
Bei der Ausführung nach Figur 2 sind um den Umfang des Rohrkörpers 8 drei Kanäle 7 verteilt. Es lassen sich auch mehr oder weniger als drei Kanäle 7 vorsehen.
Der Rohrkörper 8 ist an den anderen Wärmeträgerkreislauf angeschlossen. Beispielsweise fließt durch ihn das von einem Sonnenkollektor oder über eine Wärmepumpe erwärmte Wärmeträgermedium. Anschlußstutzen des Rohrkörpers 8 sind mit 10 und 11 bezeichnet. Neben diesen enden die Kanäle 7 offen.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ist die Trennungswandung 3 von einem in einen Flansch 12 des Behälters 1 eingesetzten und an diesem befestigten topfartigen Bauteil gebildet, an dem die Kanäle 7 durch Sicken ausgebildet sind.
In dieses Bauteil ist der Rohrkörper 8 eingeschoben. Er liegt, wie beschrieben, in den Zonen zwischen den Kanälen 7 dicht an der Trennungswandung 3 an. Der Rohrkörper 8 weist hierbei die Anschlußstutzen 10 und ii am gleichen Ende auf. Der Behälter 1 dient bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 als Speicher.
Die Funktionsweise der beschriebenen Wärmetauscher ist im Störungsfall etwa folgende: Leckt der Rohrkörper 8 oder die Trennungswandung 3, dann tritt Wärmeträgermedium in wenigstens einen der Kanäle 7 ein. Selbst wenn das Leck zwischen zwei Kanälen auftritt, wird das austretende Wärmeträgermedium unter Kapillarwirkung in einen der Kanäle gelangen. Das sich in einem Kanal sammelnde Wärmeträgermedium fließt in diesem ab und tritt am offenen Ende des Kanals an der Montagestelle des Anschlußstutzens 10 in Figur 1 bzw. 10 oder 11 in Figur 3 aus. Eine außerhalb des Wärmetauschers erkennbare Flüssigkeitsansammlung zeigt damit den Störungsfall an. Mittels feuchtigkeitsempfindlichen Alarmgeräten läßt sich im Bedarfsfalle ein optischer oder akustischer Alarm auslösen.
Bei einem etwaigen Störungsfall ist noch kein Wärmeträgermedium des einen Kreislaufs in den anderen Wärmeträgerkreislauf eingetreten, da es unwahrscheinlich ist, daß beide Wandungen 3 und 7 gleichzeitig lecken.
Im Rahmen der Erfindung liegen zahlreiche weitere Ausführungsbeispiele und Ausgestaltungen. Beispielsweise können die Kanäle nur an einer Seite offen ausgebildet sein, falls zu befürchten ist, daß ein Luftdurchzug durch die Kanäle zu einer Herabsetzung des Wirkungsgrades des Wärmetauschers führt.
Die Sicken lassen sich auch an der Wandung 9 des Rohrkörpers 8 ausbilden.

Claims

Patentansprüche/Schutzansprüche ..

1. Wärmetauscher, insbesondere zur Brauchwassererwärmung mittels Wärmepumpe oder Sonnenkollektor, bei dem in einem in einem ersten Wärmeträgerkreislauf liegenden Behälter ein in einem zweiten Wärmeträgerkreislauf liegender Rohrkörper angeordnet ist, wobei der Rohrkörper an einer oder zwei Montagestellen aus dem Behälter austritt, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) eine an die Wandung (9) des Rohrkörpers (8) angrenzende Trennungswandung (3) aufweist und daß zwischen den Wandungen (3, 9) in Längsrichtung des Rohrkörpers (8) wenigstens ein Kanal (7) verläuft, der an der Montagestelle (10, 11) offen endet.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kanäle (7) über den Umfang des Rohrkörpers (8) verteilt vorgesehen sind.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (7) durch an Sicken (6) gebildet sind, wobei die mit den Sicken (6) versehene Wandung (3, 9) federnd an der anderen Wandung (9, 3) anliegt.

4. Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicken (6) an der Trennungswandung (3) ausgebildet sind.

5. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal bzw. die Kanäle (7) an einem dem offenen Ende gegenüberliegenden, höherliegenden Ende geschlossen sind.

6. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennungswandung (3) von einem in einem Flansch (12) des Behälters (1) eingesetzten Bauteil gebildet ist.