DE29605038U1 - Heating coil for an indirectly heated storage - Google Patents
Heating coil for an indirectly heated storageInfo
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Description
Joh. Vaillant GmbH u. Co. GM 1450Joh. Vaillant GmbH u. Co. GM 1450
Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizwendel für einen indirekt beheizten Speicher gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a heating coil for an indirectly heated storage tank according to the preamble of claim 1.
Bei bekannten Heizwendeln der eingangs erwähnten Art sind die Heizwendein aus Rohren mit kreisrunden Querschnitten hergestellt. Bei solchen Rohren ergibt sich jedoch nur ein ungenügender Wärmeübergang vom in der Heizwendel strömenden Heizmedium zum zu erwärmenden Inhalt des Speichers.In known heating coils of the type mentioned above, the heating coils are made of pipes with circular cross-sections. However, such pipes result in insufficient heat transfer from the heating medium flowing in the heating coil to the contents of the storage tank that are to be heated.
Ziel der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden und eine Heizwendel der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei der ein guter Wärmeübergang vom Heizmedium zum zu erwärmenden Speicherinhalt sichergestellt ist.The aim of the invention is to avoid this disadvantage and to propose a heating coil of the type mentioned at the beginning, in which a good heat transfer from the heating medium to the storage tank content to be heated is ensured.
Erfindungsgemäß wird dies bei einer Heizwendel der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.According to the invention, this is achieved in a heating coil of the type mentioned at the outset by the characterizing features of claim 1.
Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen wird erreicht, daß das durch Konvektion an den Windungen der Heizwendel nach oben strömende zu erwärmende Wasser über einen großen Teil des Umfanges des Rohrquerschnittes an diesem entlang strömt. Dies ist besonders bei einem linsenförmigen Querschnitt des Rohres der Fall.The proposed measures ensure that the water to be heated, which flows upwards through convection along the turns of the heating coil, flows along a large part of the circumference of the pipe cross-section. This is particularly the case with a lens-shaped pipe cross-section.
Im Gegensatz dazu ergeben sich bei einem im Querschnitt kreisrunden Rohr, wie sie bisher verwendet wurden, im unteren und oberen Bereich des Querschnittes Zonen, in denen sichIn contrast, in the case of a pipe with a circular cross-section, as used previously, zones arise in the lower and upper areas of the cross-section in which
praktisch Toträume ergeben, in denen es praktisch zu keinem Austausch des durch das Heizmedium erwärmten Speicherwassers kommt. Es ergibt sich daher, daß nur ein Teil des Umfanges des Rohres bei kreisrunden Rohren tatsächlich vom nach oben strömenden Speicherwasser umströmt wird, dadurch ergibt sich auch ein nur mäßiger Wärmefluß vom Heizmedium zum Speicherwasser. Dabei beträgt bei kreisrunden Rohren der Bereich mit guter Konvektion nur ca. den halben Umfang des Rohres.This creates dead spaces in which there is practically no exchange of the storage water heated by the heating medium. This means that only part of the circumference of the pipe in circular pipes is actually surrounded by the upward-flowing storage water, which also results in only a moderate flow of heat from the heating medium to the storage water. In circular pipes, the area with good convection is only about half the circumference of the pipe.
Bei den erfindungsgemäß vorgesehenen Rohren mit ovalem oder linsenförmigem Querschnitt trägt dagegen der gesamte Umfang zum Wärmeübergang durch Konvektion bei, wodurch ein sehr guter Wärmeübergang erzielt wird und sich keine benachteiligten Zonen beziehungsweise Zonen ergeben, in denen sich praktisch keine Strömung des Speicherwassers ergibt.In the case of the pipes with an oval or lens-shaped cross-section provided according to the invention, the entire circumference contributes to heat transfer by convection, whereby very good heat transfer is achieved and no disadvantaged zones or zones arise in which there is practically no flow of the storage water.
Außerdem lassen sich Rohre mit ovalem oder linsenförmigem Querschnitt bei gleichem lichten Querschnitt leichter um eine zur längeren Achse des Querschnittes parallele Achse biegen als Rohre mit kreisrundem Querschnitt.In addition, pipes with an oval or lens-shaped cross-section can be bent more easily around an axis parallel to the longer axis of the cross-section than pipes with a circular cross-section, even if the clear cross-section is the same.
Durch die Merkmale des Anspruches 2 ergibt sich der Vorteil eines besonders guten Wärmeüberganges vom Heizmedium zum Inhalt des Speichers. Dies ist dadurch bedingt, daß sich mehrere, im wesentlichen konzentrische Zonen ausbilden, in denen das Speicherwasser durch Konvektion aufsteigt, wodurch einerseits die Ausbildung besonders warmer Zonen im Speicher vermieden wird. Außerdem ergibt sich dadurch auch eine Erhöhung des Wirkungsgrades.The features of claim 2 result in the advantage of a particularly good heat transfer from the heating medium to the contents of the storage tank. This is due to the fact that several, essentially concentric zones are formed in which the storage water rises by convection, which on the one hand prevents the formation of particularly warm zones in the storage tank. In addition, this also results in an increase in efficiency.
Durch die Merkmale der Ansprüche 3 oder 4 ergeben sich einfache Konstruktionen, mit denen sich mehrere konzentrische Zonen ergeben, in denen das Speicherwasser aufgrund der Konvektion aufsteigt.The features of claims 3 or 4 result in simple constructions which result in several concentric zones in which the storage water rises due to convection.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing.
Dabei zeigen:Showing:
Fig. 1 schematisch einen Querschnitt eines Rohres einer erfindungsgemäßen Heizwendel,Fig. 1 shows schematically a cross section of a tube of a heating coil according to the invention,
Fig. 2 einen Querschnitt eines Rohres einer bekannten Rohrwendel,Fig. 2 shows a cross-section of a tube of a known coiled tubing,
Fig. 3 und 4 verschiedene Ausführungsformen erfindungsgemäßer Heizwendeln undFig. 3 and 4 different embodiments of heating coils according to the invention and
Fig. 5 einen Speicher mit einer erfindungsgemäßen Heizwendel.Fig. 5 shows a storage tank with a heating coil according to the invention.
Gleiche Bezugszeichen bedeuten in allen Fig. gleiche Einzelheiten.The same reference numerals indicate the same details in all figures.
Bei einem bekannten Rohr 1 mit kreisrundem Querschnitt gemäß der Fig. 1 kommt es beim Vorbeiströmen von in einem Speicher befindlichem kühlerem Wasser aufgrund von Konvektion zur Ausbildung von Zonen B mit nur schlechtem Wärmeübergang vom warmem Rohr auf das umgebende kühlere Wasser des Speichers, wobei sich diese Zonen B im unteren und oberen Bereich des Querschnittes des Rohres 1 befinden. Weiter bilden sich zu beiden Seiten des Rohres 1 Zonen A aus, in denen sich ein guter Wärmeübergang zwischen einem im Rohr 1 strömenden Heizmedium und dem in einem Speicher befindlichen kühleren Wasser ergibt.In a known pipe 1 with a circular cross-section according to Fig. 1, when cooler water in a storage tank flows past, due to convection, zones B are formed with only poor heat transfer from the warm pipe to the surrounding cooler water in the storage tank, with these zones B being located in the lower and upper areas of the cross-section of the pipe 1. Furthermore, zones A are formed on both sides of the pipe 1, in which there is good heat transfer between a heating medium flowing in the pipe 1 and the cooler water in a storage tank.
Bei dem in der Fig. 2 dargestellten Rohr 2 für eine erfindungsgemäße Heizwendel ist ein linsenförmiger Querschnitt vorgesehen, dessen längere Achse 3 im wesentlichen vertikal verläuft. Bei einem solchen Querschnitt ist sichergestellt, daß sich fast über den gesamten Umfang des Querschnittes Zonen A mit gutem Wärmeübergang ausbilden.The tube 2 shown in Fig. 2 for a heating coil according to the invention has a lens-shaped cross section, the longer axis 3 of which runs essentially vertically. With such a cross section, it is ensured that zones A with good heat transfer are formed almost over the entire circumference of the cross section.
Die Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Rohrwendel 4, bei der das Rohr 2 in Windungen 5 mit von einem Ende 14 zum anderen 15 sich kontinuierlich ändernden Durchmesser gewik-Fig. 3 shows a pipe coil 4 according to the invention, in which the pipe 2 is wound in turns 5 with a diameter that changes continuously from one end 14 to the other 15.
kelt ist. Dabei ist das Rohr 2, das einen linsenförmigen Querschnitt aufweist, um eine Achse 16 gewickelt, die parallel zur längeren Achse 3 des Querschnittes des Rohres 2 verläuft.The tube 2, which has a lens-shaped cross-section, is wound around an axis 16 which runs parallel to the longer axis 3 of the cross-section of the tube 2.
Bei der Heizwendel 6 nach der Fig. 4 wechseln einander Windungen 7 mit größerem Radius mit Windungen 8 mit kleinerem Radius einander ab.In the heating coil 6 according to Fig. 4, turns 7 with a larger radius alternate with turns 8 with a smaller radius.
Bei beiden Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Heizwendeln 4 und 6 nach den Fig. 3 und 4 ist sichergestellt, daß das zu erwärmende Wasser in mehreren konzentrischen Zonen erwärmt werden kann, so daß das Wasser in konzentrischen Bereichen durch Konvektion hochsteigen kann.In both embodiments of heating coils 4 and 6 according to the invention according to Figs. 3 and 4, it is ensured that the water to be heated can be heated in several concentric zones, so that the water can rise in concentric areas by convection.
Wie aus der Fig. 5 zu ersehen ist, ist ein Speicher 9 mit im wesentlichen zylindrischer Gestalt mit einem bis in dessen unteren Bereich reichenden Zulauf 10 und einem von dessen obersten Bereich wegführenden Ablauf 11 versehen.As can be seen from Fig. 5, a reservoir 9 with a substantially cylindrical shape is provided with an inlet 10 extending into its lower region and an outlet 11 leading away from its uppermost region.
In diesem Speicher 9 ist eine erfindungsgemäße Heizwendel 6 angeordnet, die mit zwei Rohranschlüssen 12, 13 versehen ist und von einem von einem Durchlauferhitzer stammenden Heizmedium durchströmt ist.In this storage tank 9, a heating coil 6 according to the invention is arranged, which is provided with two pipe connections 12, 13 and through which flows a heating medium originating from a continuous flow heater.
Das im Inneren 17 des Speichers 9 befindliche Wasser wird durch das die Heizwendel 6 durchströmende Heizmedium erwärmt, wodurch das Speicherwasser durch Konvektion im Bereich der Windungen 7, 8 der Heizwendel 6 hochsteigt. Dabei kommt es aufgrund der konvektiven Strömung zu einer Erwärmung des gesamten Inhaltes des Speichers 9.The water inside 17 of the storage tank 9 is heated by the heating medium flowing through the heating coil 6, whereby the storage water rises by convection in the area of the windings 7, 8 of the heating coil 6. The convective flow causes the entire contents of the storage tank 9 to heat up.
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