DE3005858A1

DE3005858A1 - HEAT EXCHANGER WITH DRIVE CHANNEL

Info

Publication number: DE3005858A1
Application number: DE19803005858
Authority: DE
Inventors: Antrag Auf Nichtnennung
Original assignee: Jaga N V
Current assignee: Jaga N V
Priority date: 1980-02-16
Filing date: 1980-02-16
Publication date: 1981-09-03
Also published as: FR2476296A1; FR2476296B3; BE887526A; NL8100724A

Description

Bezeichnung: Wärmetauscher mit Treibkanal· Be Schreibung: Designation: Heat exchanger with drive ductDescription:

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher zum Aufheizen von Flüssigkeiten in einem Behälter, insbesondere zum Aufheizen von Wasser, der von einem Heizmediun durchströmte Wärmetauscherflächen aufweist, die von der aufzuheizenden Flüssigkeit umspült sind.The invention relates to a heat exchanger for heating liquids in a container, in particular for heating water from a heating medium has flowed through heat exchanger surfaces, which are surrounded by the liquid to be heated.

Derartige Wärmetauscher sind beispielsweise für die Aufheizung von Brauchwasser bekannt. Bei diesen Anwendungsfällen sind diese in der Regel in Form einer Rohrschlange ausgebildet, die in einen wärmeisolierten Behälter eingeführt ist, in dem das aufzuheizende Brauchwasser enthalten ist. Als Heizmedium dient entweder der Wärmeträger einer Zentralheizungsanlage, beispielsweise Dampf oder Wasser, oder aber das Arbeitsmittel einer Wärmepumpenanlage. Der Nachteil dieser bekannten, im Aufbau sehr einfachen Wärmetauscher besteht im wesentlichen darin, daß die Zeit,Such heat exchangers are known, for example, for heating domestic water. In these applications, these are usually in the form of a pipe coil formed, which is inserted into a thermally insulated container in which contain the domestic water to be heated is. Either the heat transfer medium of a central heating system, for example steam, is used as the heating medium Water, or the working fluid of a heat pump system. The disadvantage of this known, very simple in structure The main thing about the heat exchanger is that the time

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bis der Behälterinhalt auf die gewünschte Temperaturuntil the contents of the container have reached the desired temperature

aufgeheizt ist, sehr lang ist oder aber der Verbraucher sich mit geringeren Wassertemperaturen zufrieden geben muß.
5is heated up, is very long or the consumer has to be satisfied with lower water temperatures.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen wesentlich verbesserten Wärmetauscher zu schaffen, mit dem insbesondere die erforderlichen Aufheizzeiten verkürzt werden können.The invention is now based on the object of creating a significantly improved heat exchanger, with which in particular the required heating times can be shortened.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die vom Heizmedium durchströmte Wärmetauscherfläche von einem Treibkanal umschlossen ist, der von der aufzuheizenden Flüssigkeit durchströmt und an einem Ende mit einem Zulauf für die aufzuheizende Flüssigkeit versehen ist und am anderen Ende eine frei in den Behälter sich öffnende Mündung aufweist und der mit einem Isoliermantel versehen ist. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß von der heißen Wärmetauscherfläche unmittelbar nur die im Treibkanal· enthaltene Flüssigkeit aufgeheizt wird. Da der Treibkanal· seinerseits mit einem Isoiiermantel· umgeben ist, wird die im Treibkanal· entha^ene, relativ geringe Flüssigkeitsmenge in kurzer Zeit sehr stark aufgeheizt und gegenüßer dem übrigen Behäiterinhait durch den Iso^ermante!This object is achieved according to the invention in that the heat exchanger surface through which the heating medium flows is enclosed by a driving channel through which the liquid to be heated flows and at one end with provided an inlet for the liquid to be heated is and at the other end has a mouth that opens freely into the container and the one with an insulating jacket is provided. This arrangement has the advantage that only the im directly from the hot heat exchanger surface Driving channel · contained liquid is heated. Since the drive channel is in turn surrounded by an insulating jacket, the relatively small amount of liquid contained in the propulsion channel very much heated up in a short time and more against the rest of the container by the insulation!

temperaturmäßig abgeschirmt. Aufgrund der sich einsteilenden,shielded in terms of temperature. Due to the settling,

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verhältnismäßig großen Temperaturdifferenz zwischen der Flüssigkeit im Treibkanal einerseits und dem übrigen Behälterinhalt ergeben sich entsprechende Dichtunterschiede, so daß bei einem vertikal im Behälter angeordneten Treibkanal die im Treibkanal aufgeheizte Flüssigkeit einen hohen Auftrieb erhält und mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit nach oben durch die frei in den Behälter sich öffnende Mündung in diesen einströmt. Im Mündungsbereich des Treibkanals wird durch den gegenüber der Umgebung sehr viel wärmeren "Strahl" aus dem Behälterinhalt eine entsprechende, kältere Flüssigkeitsmenge mitgerissen, die sich nach einiger Entfernung von der Mündung mit dem aus der Mündung austretenden "Strahl" vollständig vermischt und so im Laufe der Zeit zu einer entsprechenden Aufheizung des Behälterinhaltes führt. Durch die relativ hohe Austrittsgeschwindigkeit des aus der Mündung austretenden "Strahles" bildet sich im stationären Zustand eine intensive Flüssigkeitszirkulation im ganzen Behälter aus. Da zusätzlich entsprechend der aus dem Treibkanal in den Behälter austretenden Flüssigkeitsmenge über den Zulauf des Treibrohrs eine entsprechende Flüssigkeitsmenge aus dem Behälter in dessen Bodenbereich abgesaugt wird, beschränkt sich die Zirkulation nicht auf den Mündungsbereich, sondern erfaßt das ganze Behältervolumen, so daß ein vorgegebener Behälterinhalt durch diese gezielte Strömungs-relatively large temperature difference between the liquid in the driving channel on the one hand and the the remaining contents of the container result in corresponding differences in density, so that in the case of a vertical in the container arranged driving channel the liquid heated in the driving channel receives a high buoyancy and with relatively flows upwards at high speed through the mouth opening freely into the container. In the area of the mouth of the drive channel, the "jet" which is much warmer than that of the surroundings causes the contents of the container to emerge a corresponding, colder amount of liquid is carried away, which after some distance from the mouth completely mixed with the "jet" emerging from the mouth and so in the course of time to a corresponding one Heating of the container contents leads. Due to the relatively high exit speed of the emerging from the mouth "Jet" forms an intensive liquid circulation in the entire container in the steady state. In addition, according to the amount of liquid exiting from the drive channel into the container via the inlet of the propulsion pipe, a corresponding amount of liquid is sucked out of the container in its bottom area, limited the circulation does not affect the mouth area, but covers the entire container volume, so that a predetermined Container content through this targeted flow

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führung in wesentlich kürzerer Zeit auf eine durchexecution in a much shorter time on one

die Temperatur des Heizmediums vorgegebene Temperatur
gebracht werden kann, als dies bei den bisher bekannten
Wärmetauschern der Fall war.
5the temperature of the heating medium specified temperature
can be brought than this with the previously known
Heat exchangers was the case.
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Die geometrische E'orm der vom Heizmedium durchströmten
Wärmetauscherflächen und des diese umgebenden Treibkanals
können beliebig sein. Es muß lediglich dafür Sorge getragen werden, daß eine genügend große ÜbertragungsflächeThe geometrical shape of the heating medium flowing through it
Heat exchanger surfaces and the driving channel surrounding them
can be anything. It only has to be ensured that a sufficiently large transfer area

zur Verfügung steht, durch die die im Heizmedium enthaltene Wärme auf die das Heizmedium führenden Teile umgebende,
durch den Treibkanal abgegrenzte Flüssigkeitsmenge zur
Verfügung steht, wobei darüber hinaus darauf zu achten ist, daß für die Flüssigkeitsströmung im Treibkanal möglichstis available, through which the heat contained in the heating medium on the parts surrounding the heating medium,
The amount of liquid delimited by the drive channel for
Is available, whereby it must also be ensured that for the liquid flow in the driving channel as possible

geringe Widerstände vorhanden sind. In einer in Hinsichtlow resistances are present. In one way

auf die Durchströmung und auch mit Rücksicht auf eine einfache Fertigung einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Wärmetauscherfläche als Rohr (Heizrohr) ausgebildet und geradlinig und koaxial im Treibkanalon the flow and also with regard to a simple production of a particularly preferred embodiment it is provided that the heat exchanger surface is designed as a tube (heating tube) and is straight and coaxial in the drive channel

verläuft. Eine derartige Ausgestaltung ergibt für die aufzuheizende Flüssigkeit einen "glatten" Strömungskanal, so daß eine relativ hohe Austrittsgeschwindigkeit der im Treibkanal aufgeheizten Flüssigkeit erzielt werden kann. Da sowohl für das Heizrohr, den Treibkanal und den gegebenenfalls mit einer entsprechenden Schutzabdeckung versehenen Isoliermantel desruns. Such a configuration results for the to be heated Liquid a "smooth" flow channel, so that a relatively high exit velocity in the drive channel heated liquid can be achieved. As both for the heating pipe, the driving channel and possibly with a corresponding protective cover provided insulating jacket of the

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Treibkanals einfache, gerade Rohrstücke verwendet werden können, ist sowohl die Herstellung als auch die Montage eines derartigen Wärmetauschers vereinfacht.Driving channel simple, straight pipe pieces can be used, is both the production and the assembly such a heat exchanger simplified.

In einer bevorzugten weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Heizrohr aus der Mündung des Treibkanals herausgeführt und mit einer von der aufzuheizenden Flüssigkeit umspülten Wärmetauscherfläche verbunden ist, die das Treibrohr auf der Außenseite mit Abstand und koaxial umgibt. Diese Anordnung hat nicht nur den Vorteil einer kompakten Bauweise, sondern darüber hinaus den Vorteil, daß der freie Strömungsquerschnitt des Treibkanals relativ klein gehalten werden kann und somit nur eine geringe Flüssigkeitsmenge enthält, die in kürzester Zeit auf eine hohe Temperatur aufgeheizt werden kann, so daß sich auch eine entsprechend hohe Austrittsgeschwindigkeit aus dem Treibkanal ergibt. Da andererseits die vorhandene Wärmemenge durch die im Treibrohr liegende Wärmetauscherfläche nicht vollständig genutzt wird, wird diese "Restwärme" über die zweite, das Treibkanal auf der Außenseite umgebende Wärmetauscherfläche an den Behälterinhalt abgegeben. Da durch den aus der Mündung austretenden Treib-strahl eine entsprechende koaxial zum Treibrohr verlaufende Flüssigkeitsströmung induziert wird, wird die durch die außenliegende Wärmetauscherfläche bewirkte Konvektion zusätzlich verstärkt und die Aufheiz-In a preferred further embodiment of the invention it is provided that the heating tube from the mouth of the Driving channel led out and connected to a heat exchanger surface surrounded by the liquid to be heated which surrounds the propulsion pipe on the outside at a distance and coaxially. This arrangement not only has the advantage a compact design, but also the advantage that the free flow cross-section of the drive channel is relatively can be kept small and thus contains only a small amount of liquid, which in a very short time to a high Temperature can be heated, so that there is also a correspondingly high exit velocity from the drive channel results. On the other hand, the existing amount of heat is not completely due to the heat exchanger surface located in the drive pipe is used, this "residual heat" is transferred to the second heat exchanger surface surrounding the drive channel on the outside delivered to the container contents. Since the propulsion jet emerging from the muzzle creates a corresponding coaxial the liquid flow running to the propulsion pipe is induced, is induced by the external heat exchanger surface induced convection additionally intensified and the heating

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geschwindigkeit erhöht, wobei gleichzeitig schon aus geometrischen Gründen nicht nur eine größere Wärmetauscherfläche vorhanden ist, sondern auch entsprechend größere Flüssigkeitsmengen an diesen Wärmetauscherflächen vorbeigeführt werden können. Hierdurch wird bewirkt, daß insbesondere die im Bodenbereich des Behälters befindliche kalte Flüssigkeit nach oben geführt und auch auf der Außenseite des Treibkanals aufgeheizt wird. Die sich im Mündungsbetreich des Treibkanals einstellende Mischungstemperatur ist daher wesentlich höher, als dies der Fall ist, wenn der Aufheizungsvorgang nur innerhalb des Treibkanals ablaufen würde. Da die auf der Außenseite des Treibkanals aufgeheizte Flüssigkeitsmenge durch die gezielte Führung auf der Außenseite des Treibkanals bzw. auf der Außenseite des Isoliermantels durch die Aufheizung eine verhältnismäßig hohe Strömungsgeschwindigkeit erfährt, wird die sich im Behälter einstellende Zirkulationsgeschwindigkeit ebenfalls vergrößert, so daß insgesamt die Aufheizzeit verkürzt wird.speed increased, while at the same time, for geometric reasons, not only a larger heat exchanger surface is present, but also correspondingly larger amounts of liquid on these heat exchanger surfaces can be passed by. This has the effect that in particular the one located in the bottom area of the container cold liquid is passed upwards and is also heated on the outside of the driving channel. Which is in the mouth area of the driving channel adjusting mixture temperature is therefore much higher than is the case, if the heating process would only take place within the driving channel. Because the one on the outside of the driving channel Heated amount of liquid through the targeted guidance on the outside of the driving channel or on the outside of the insulating jacket due to the heating up a relatively experiences a high flow rate, the circulation rate that is established in the container also becomes enlarged, so that overall the heating time is shortened.

Während bei der vorstehend genannten Ausführungsform die den Treibkanal auf der Außenseite umgebende Wärmetauscherflache beliebig gestaltet werden kann, beispielsweise rohrförmig, ist in einer fertigungstechnisch besonders vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen, daß die den Treibkanal um-5 gebende Wärmetauscherfläche aus einem Rohr besteht, dasWhile in the above embodiment, the the heat exchanger surface surrounding the drive channel on the outside can be designed in any way, for example tubular, is provided in a particularly advantageous embodiment in terms of production technology that the drive channel by -5 giving heat exchanger surface consists of a tube that

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wendelförmig und mit Abstand um den Treibkanal herum zu dessen zulaufseitigen Ende geführt ist.helically and at a distance around the drive channel is guided to its inlet end.

Der Flüssigkeitszulauf zum Treibkanal kann nun bei einer Ausführungsform der Erfindung durch seitliche Öffnungen im Treibkanal· gebiidet werden, die in den Behälterinnenraum münden, so daß in den Treibkanal ständig entsprechend kältere Flüssigkeitsmengen nachströmen können. Für einen Wärmetauscher, insbesondere zur Aufheizung von Wasser in Verbindung mit einer Wärmepumpenanlage, wobei der Kompressor der Wärmepumpe durch das aufzuheizende Wasser gekühlt wird, ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß der Zulauf des Treibkanals mit dem Kompressorkühler verbunden ist und daß das Heizrohr von dem Arbeitsmittel der Wärmepumpe durchströmt ist. Diese Anordnung hat nicht nur den Vorteil, daß die erheblichen, im Bereich der Kompressorkühlung anfallenden Wärmemengen für die Aufheizung des Brauchwassers ausgenutzt werden können, sondern daß darüber hinaus das hohe Temperaturgefa^e zwischen dem Arbeitsmittel der Wärmepumpe einerseits und dem aufzuheizenden Brauchwasser sehr viel wirksamer umgesetzt werden kann. Leitet man nämlich das durch die Kompressorkühlung aufgeheizte Wasser in das Treibrohr ein, dann läßt sich dort innerhalb sehr viel kürzerer Zeit eine sehr viel höhere Aufheizung der im Treibkanal enthaLtenen Flüssigkeitsmenge erzielen, so daß die Ausströmge-In one embodiment of the invention, the liquid inlet to the driving channel can now be through lateral openings are formed in the driving channel, which open into the interior of the container, so that in the driving channel accordingly colder amounts of liquid can flow in. For a heat exchanger, especially for heating water in Connection to a heat pump system, whereby the compressor of the heat pump is cooled by the water to be heated is, it is provided in a preferred embodiment of the invention that the inlet of the driving channel with the compressor cooler is connected and that the heating pipe is flowed through by the working medium of the heat pump. This arrangement has not only the advantage that the considerable amounts of heat generated in the area of the compressor cooling for heating of the domestic water can be used, but that, in addition, the high temperature vessel between the working fluid the heat pump on the one hand and the domestic water to be heated can be implemented much more effectively. If you lead the water heated by the compressor cooling into the Drive pipe, then there can be a much higher heating of that contained in the drive channel within a much shorter time Achieve amount of liquid so that the outflow

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schwindigkeit der aufgeheizten Flüssigkeit aus dem Treibkanal wesentlich erhöht ist. Andererseits steht für die auf der Außenseite des Treibkanals angeordnete Wärmetauscherfläche eine entsprechend höhere Wärmemenge zur Verfügung, so daß bei der dann aus baulichen Gründen möglichen größeren Wärmetauscherfläche nicht nur eine größere Wärmemenge abgegeben werden kann, sondern auch wegen der dort erzielbaren höheren Aufheizung der die außenliegenden Wärmetauscherflächen umgebenden Flüssigkeit sich ebenfalls eine höhere Strömungsgeschwindigkeit einstellt, so daß sich insgesamt die für die Aufheizung des gesamten Behälterinhaltes wichtige Zirkulationsgeschwindigkeit noch erhöht und somit nicht nur in kürzerer Zeit der Behälterinhalt auf eine gewünschte hohe Temperatur aufheizen läßt, sondern die EntnahmeIntervalle bzw. bei kontinuierlicher Entnahme die Entnahmemenge erhöht werden kann.speed of the heated liquid from the driving channel is significantly increased. On the other hand stands a correspondingly higher amount of heat for the heat exchanger surface arranged on the outside of the drive duct available, so that with the larger heat exchanger surface then possible for structural reasons, not just one larger amount of heat can be given off, but also because of the higher heating that can be achieved there liquid surrounding external heat exchanger surfaces also sets a higher flow velocity, so that overall the circulation speed which is important for heating up the entire contents of the container increased and thus not only heat the container contents to a desired high temperature in a shorter time leaves, but the withdrawal intervals or with continuous Withdrawal the withdrawal amount can be increased.

Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen: 20The invention is explained in more detail with reference to schematic drawings of an exemplary embodiment. Show it: 20th

Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform des WärmetauschersFig. 1 shows a preferred embodiment of the heat exchanger

in perspektivischer Darstellung, teilweise imin perspective view, partly in

Schnitt;Cut;

Fig. 2 in größerem Maßstab eine Aufsicht.Fig. 2 is a plan view on a larger scale.

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Der in Fig. 1 dargestellte Wärmetauscher ist für einen Warmwasserboiler vorgesehen, der über eine Wärmepumpenanlage beheizt werden soll. Der Wärmetauscher wird in der aus Fig. 1 ersichtlichen Ausrichtung vertikal von unten in einen entsprechendenBoiler eingebaut, wobei je nach Fassungsvermögen des Boilers ein oder mehrere derartiger Wärmetauscher in einen Boiler eingebaut sind.The heat exchanger shown in Fig. 1 is intended for a hot water boiler that has a heat pump system should be heated. In the orientation shown in FIG. 1, the heat exchanger is positioned vertically from below built into a corresponding boiler, one or more of these, depending on the capacity of the boiler Heat exchangers are built into a boiler.

Wie aus dem Teilschnitt im oberen Bereich in Fig. 1 zu erkennen ist, weist der Wärmetauscher einen Treibkanal 1 auf, der auf seiner Außenseite mit einem Isoliermantel 2, beispielsweise aus einem geschäumten Kunststoff umgeben ist. Da die gesamten Anordnung von dem aufzuheizenden Wasser umspült ist, ist der Isoliermantel 2 mit einem Schutzmantel 3 umgeben, der den Isoliermantel 2 gegenüber der umgebenden Flüssigkeit dicht abschließt. Der Treibkanal 1 und der Schutzmantel 3 sind am unteren Ende mit einem Dichtungs- und Befestigungsflansch 4 fest verbunden, der beim Einbau in den Behälter fest mit der Behälterwandung verbindbar ist. Der Treibkanal 1 ist bei diesem Ausführungsbeispiel durch die Behälterwandung nach außen geführt und ist, wie nachstehend noch näher beschrieben werden wird, mit dem Kompressorkühler der Wärmepumpenanlage verbunden. Das andere Ende des Treibkanals 1 weist eine sich frei in 5 den Behälterinnenraum öffnende Mündung 5 auf.As can be seen from the partial section in the upper area in FIG. 1, the heat exchanger has a drive channel 1 on, which is surrounded on its outside with an insulating jacket 2, for example made of a foamed plastic is. As the entire arrangement of the one to be heated When water is flushed around it, the insulating jacket 2 is surrounded by a protective jacket 3, which faces the insulating jacket 2 the surrounding liquid seals tightly. The drive channel 1 and the protective jacket 3 are at the lower end with a sealing and fastening flange 4 firmly connected, which when installed in the container firmly with the container wall is connectable. In this exemplary embodiment, the driving channel 1 is led to the outside through the container wall and, as will be described in more detail below, is connected to the compressor cooler of the heat pump system. The other end of the driving channel 1 has a mouth 5 which opens freely into 5 the interior of the container.

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Im Innern des Treibkanals 1 und koaxial hierzu ist durch den Treibkanal 1 ein Heizrohr 6 geführt, das von dem Arbeitsmittel der Wärmepumpe durchströmt ist. Das Heizrohr 6 ist ebenfalls im Zulaufbereich aus dem Behälter herausgeführt und steht, wie nachstehend noch näher beschrieben werden wird, mit der Druckseite des Kompressors für das Arbeitsmittel der Wärmepumpenanlage in Verbindung.In the interior of the driving channel 1 and coaxially thereto, a heating tube 6 is guided through the driving channel 1, which is carried by the working medium the heat pump flows through. The heating pipe 6 is also led out of the container in the inlet area and, as will be described in more detail below, stands for the pressure side of the compressor for Working equipment of the heat pump system in connection.

Am anderen Ende des Treibkanals 1 ist das Heizrohr 6 aus der Mündung 5 des Treibkanals 1 herausgeführt und koaxial und in Form eines WendeIs mit Abstand zum Schutzmantel 3 in Richtung auf den Flansch 4 zurückgeführt. Dieser Rohrleitungswendel bildet eine zweite Wärmetauscherfläcae 7, die von dem Inhalt des Behälters unmittelbar umspült ist. Im Bereich des Flansches 4 ist das Ende der Rohrleitung über eine entsprechende Durchführungsöffnung 8 nach außen geführt und steht mit dem Entspanner der Wärmepumpenanlage in Verbindung. An der Mündung 5 sind Abstandhalter 17 für das Heizrohr 6 angeordnet.At the other end of the driving channel 1, the heating tube 6 is led out of the mouth 5 of the driving channel 1 and is coaxial and in the form of a turnable at a distance from the protective jacket 3 in Direction returned to the flange 4. This helix forms a second heat exchanger surface 7, which of the Contents of the container is immediately washed around. In the area of the flange 4, the end of the pipeline is via a corresponding Lead-through opening 8 is led to the outside and is connected to the expander of the heat pump system. At the Mouth 5 spacers 17 are arranged for the heating tube 6.

Im Flansch 4 ist ferner eine Durchführung 9 vorgesehen, an die auf der Behälterinnenseite ein frei in den Behälterinnenraum mündender Ansaugstutzen 10 angeschlossen ist und an der auf der Außenseite eine Rohrleitung 11 angeschlossen ist, die zum Kompressorkühler 12 geführt ist. Der Kompressorkühler 12 kann beispielsweise aus einer einfachen, um denIn the flange 4, a passage 9 is also provided, to which a free into the container interior on the inside of the container opening suction port 10 is connected and to which a pipe 11 is connected on the outside which is led to the compressor cooler 12. The compressor cooler 12 can, for example, from a simple to the

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Kompressorzylinder wendelförmig herumgelegten Rohrschlange bestehen. Der Kompressorkühler 12 ist über eine Rohrleitung 13 an das nach außen geführte Ende des Treibkanals 1 angeschlossen.Compressor cylinder are made in a helical coil. The compressor cooler 12 is over a pipe 13 is connected to the end of the driving channel 1 which is led to the outside.

Der Wärmetauscher arbeitet nun folgendermaßen:The heat exchanger now works as follows:

Das in der Wärmepumpenanlage 14 aufgeheizte Arbeitsmittel strömt über eine entsprechende Zuleitung 15 in das koaxial im Treibkanal 1 liegende Heizrohr 6 von unten ein und wird über den außenliegenden Rohrwendel 7 wieder zur Wärmepumpenanlage 14 zurückgeführt. Das bereits durch den Kompressorkühler 12 aufgeheizte und dem Treibkanal 1 zugeführte Wasser wird durch das im Heizrohr 6 strömende Arbeitsmittel weiter aufgeheizt, so daß dieses hoch aufgeheizte Wasser in Form eines "Strahles" aus der Mündung 5 in den vollständig mit Wasser gefüllten Behälter eintritt und dort entsprechende Wassermengen mitreißt und unter Vermischung aufwärmt. Da der Treibkanal 1 von dem Isoliermantel 2 gegenüber der umgebenden Wassermenge abgeschirmt ist, wird die innerhalb des Treibkanals 1 über das Heizrohr 6 zur Verfügung stehende Wärmemenge ausschließlich auf das verhältnismäßig geringe, vom Treibkanal umschlossene Wasservolumen übertragen.The working medium heated in the heat pump system 14 flows into the coaxially via a corresponding feed line 15 in the driving channel 1 lying heating tube 6 from below and is Returned to the heat pump system 14 via the external coiled tubing 7. The water that has already been heated by the compressor cooler 12 and fed to the driving duct 1 is further heated by the working medium flowing in the heating tube 6, so that this highly heated water is in the form a "jet" from the mouth 5 enters the completely filled with water container and there corresponding Entrains amounts of water and warms up while mixing. Since the driving channel 1 of the insulating jacket 2 relative to the surrounding The amount of water that is shielded is that which is available within the driving channel 1 via the heating pipe 6 The amount of heat transferred exclusively to the relatively small volume of water enclosed by the driving channel.

5 Da nun durch das Heizrohr 6 die durch das Arbeitsmittel der5 Since now through the heating pipe 6 through the working fluid of the

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Wärmepumpenanlage zur Verfügung gestellte Wärmemenge
nur zu einem Teil abgegeben werden kann, weist das
Arbeitsmittel nach der Herausführung des Heizrohres 6
aus dem Treibkanal 1 noch eine erheblich über der Temperatur des Behälterinhaltes liegende Temperatur auf.
Diese Wärmemenge wird nun über die wendeiförmige Wärmetauscherfläche 7 an den übrigen Behälterinhalt abgegeben. Da sich, zusätzlich gestützt durch die Außenwandung des
Schutzmantels 3, hier eine zusätzliche nach oben gerich-Amount of heat made available to the heat pump system
can only be given in part, shows that
Work equipment after leading out the heating pipe 6
from the driving channel 1 still has a temperature which is considerably higher than the temperature of the container contents.
This amount of heat is then given off via the helical heat exchanger surface 7 to the remaining contents of the container. Since, additionally supported by the outer wall of the
Protective jacket 3, here an additional upward

tete Konvektionsströmung ausbildet, weisen im Bereich der Mündung des Treibkanals 1 die von dem aus dem Treibkanal
1 austretenden "Strahl" mitzuführenden Flüssigkeitsmengen bereits selbst eine verhältnismäßig hohe, gleichgerichtete Strömungsgeschwindigkeit auf, so daß der aus dem Treibkanal austretende Strahl wesentlich weniger abgebremst wird und somit sich sehr viel weiter in den Behälterinnenrauiti nach oben erstrecken kann. Hierdurch wird die Induktionswirkung auf die den "Strahl" umgebende Flüssigkeit noch wesentlich erhöht, so daß größere Flüssigkeitsmengen auf eine höhere Geschwindigkeit beschleunigt werden können und insgesamt
sich eine stärkere, etwa torusförmig der Achse des Treibkanals zugeordnete Zirkulationsströmung im Behälter einstellt. Zu merken ist hierbei, daß zwar innerhalb des Treibkanals der Wärmeübergang zwischen Arbeitsmittel und aufzuheizende Flüssigkeit nach dem Gleichstromprinzip erfolgt, daß aber auf der Außenseite die Aufwärmung der aufzuheizenden Flüssig-tete convection flow forms, have in the area of the mouth of the driving channel 1 from the from the driving channel
1 exiting "jet" of the liquid quantities to be carried itself already have a relatively high, rectified flow velocity, so that the jet emerging from the propulsion channel is slowed down considerably less and can thus extend much further up into the interior of the container. As a result, the induction effect on the liquid surrounding the "jet" is increased significantly, so that larger amounts of liquid can be accelerated to a higher speed and overall
a stronger, approximately toroidally associated with the axis of the drive channel circulation flow is established in the container. It should be noted here that although the heat transfer between the working medium and the liquid to be heated occurs according to the direct current principle within the driving channel, the heating of the liquid to be heated is carried out on the outside.

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/f(fi 3Q05858 / f (fi 3Q05858

keit durch das Arbeitsmittel über die wendelförmig geführten Wärmetauscherfläche im Gegenstrom bzw. im Querstrom erfolgt, so daß die entsprechend der vorhandenen Temperaturdifferenz zwischen Arbeitsmittel und umgebender Flüssigkeit größtmögliche Wärmemenge übertragen werden kann.speed through the work equipment via the helically guided Heat exchanger surface takes place in counterflow or in crossflow, so that the corresponding to the existing Temperature difference between the working medium and the surrounding liquid, the greatest possible amount of heat can be transferred can.

Der besondere Vorteil der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform liegt auch darin, daß durch die hohe Aufheizung eines verhältnismäßig geringen Flüssigkeitsvolumens innerhalb des Treibkanals sich auch eine hohe Auftriebsgeschwindigkeit innerhalb des Treibkanals einstellt, die eine entsprechende Saugwirkung für den Zulauf an aufzuheizender Flüssigkeit zur Folge hat. Diese Saugwirkung reicht aus, um das über den Ansaugstutzen 10 über die Rohrleitung 11 zum Kompressorkühler 12 aus dem Behälterinnenraum entnommene Wasser durch diese Rohrleitung hindurchzusaugen, so daß die Kühlung des Kompressors ohne eine zusätzliche Kühlwasserpumpe erfolgen kann. Das Kühlwasser wird also lediglich durch eine in sich geschlossenen Rohrleitung geführt/ so daß das aufzuheizende Wasser keinen unmittelbaren Kontakt mit irgendwelchen Maschinenteilen erhält und somit mit einem derart ausgebildeten Wärmetauscher auch Trinkwasser aufgeheizt werden kann.The particular advantage of the illustrated and described embodiment is that the high level of heating a relatively small volume of liquid Within the propulsion channel, a high lift speed is also established within the propulsion channel, which is a corresponding suction effect for the inlet to the to be heated Liquid. This suction is sufficient to use the suction port 10 via the pipeline 11 to the Compressor cooler 12 to suck water removed from the container interior through this pipeline, so that the The compressor can be cooled without an additional cooling water pump. The cooling water is therefore only through a closed pipeline / so that the water to be heated does not come into direct contact with any Receives machine parts and thus drinking water can also be heated with a heat exchanger designed in this way can.

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BAD ORIGiNALORIGINAL BATHROOM

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Falls abweichend von der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform der Flüssigkeitszulauf zum Treibkanal beispielsweise nicht über den Kompressorkühler geführt werder kann, und somit der Ansaugstutzen 10 mit der entsprechenden Durchführung 9 im Flansch 4 entfällt, werden auf der di:u Behälterinnenraum zugekehrten Seite des Flansche-; im Isoliermantel· und im Treibkanal entsprechende Öffnungen 16 vorgesehen, die mit dem Behälterinnenraum in Verbindung stehen. Die im Treibkanal aufgeheizte und nach !0 oben strömende Flüssigkeitsmenge saugt dann ständig entsprechend kältere Flüssigkeit unmittelbar aus dem Behälterinnenraum an. Eine solche Öffnung ist in Fig. 1 angedeutet.If different from the embodiment shown and described, the liquid inlet to the driving channel for example not performed via the compressor cooler werder can, and thus the intake manifold 10 with the corresponding Passage 9 in the flange 4 is omitted, are on the di: u container interior facing side of the flange; Corresponding openings 16 are provided in the insulating jacket and in the drive channel, which are in contact with the interior of the container Connected. The heated in the driving channel and after ! 0 amount of liquid flowing above then sucks in accordingly colder liquid directly from the interior of the container at. Such an opening is indicated in FIG. 1.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel stellt lediglich hinsichtlich der Herstellung und der Montage eine besonders einfache und preiswerte Bauform dar. Je nach dem vorhandenen Wärrnegef al Ie und der gewünschten Nutzung kann die Führung des Heizrohres innerhalb des Treibkanals auch anders gestaltet werden. So kann in einer vereinfachten Form beispielsweise das Heizrohr von unten nach oben bis nahe zur Mündung des Treibkanals geführt werden und dann noch innerhalb des Treibkanals wieder zurückgeführt werden. Wird der Treibkanal, wie bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel dargestellt, nach oben aus der Mündung herausgeführt, so kann die anschließende 5 Wärmetauscherfläche, mit der der noch verbleibende WärmeinhaltThe illustrated embodiment is only in terms of the manufacture and assembly represent a particularly simple and inexpensive design. Depending on the existing The routing of the heating pipe within the driving channel can also be designed differently for the desired use of heat will. Thus, in a simplified form, for example, the heating pipe from the bottom up to close to the mouth of the Driving channel are guided and then returned within the driving channel. Will the driving channel like shown in the described embodiment, after led out of the mouth at the top, the subsequent heat exchanger surface, with which the remaining heat content

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des Arbeitsmittels auf den Behälterinhalt übertragen werden soll, ebenfalls anders gestaltet werden. Hier können flächige Wärmetauscherkörper oder auch hohlzylindrisch und koaxial mit Abstand um den Treibkanal· herum angeordnete Wärmetauscherflächen vorgesehen sein, die je nach der Größe des VoI urne ti stromes des Arbeitsmittels, des vorhandenen Wärmestromes auch zusätzlich noch mit rippenförmigen, von der aufzuheizenden Flüssigkeit umspülten Vorsprüngen versehen werden können. Entscheidend ist bei allen möglichen Ausgestaltungen, daß ein aufwärts gerichteter, einen Heizkörper umschliessender, isolierter Treibkanal vorgesehen ist, dem von unten die aufzuheizende Flüssigkeit zuströmen kann.of the working medium transferred to the contents of the container should also be designed differently. Here, flat heat exchanger bodies or also hollow cylindrical and coaxially spaced around the driving channel around arranged heat exchanger surfaces can be provided, which, depending on the size of the volumetric flow of the working medium, the existing heat flow also with rib-shaped, from the liquid to be heated bathed projections can be provided. It is crucial in all possible configurations that an upward-pointing, enclosing a radiator, isolated drive channel is provided, which can flow from below the liquid to be heated.

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Claims

1 Designation: Heat exchanger with drive duct Claims:

5 MJ heat exchanger for heating liquids in a container, especially for heating water, which has heat exchanger surfaces through which a heating medium flows and which is covered by the liquid to be heated are washed around,

10 characterized in that the from Eleizmedium flowed through heat exchanger f pool (6) of a driving channel (1) is enclosed by the to be heated Liquid flowing through and at one end; with an inlet for the Lüss igke L t to be heated

15 ropes and on the other Ktule one free in the container

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has opening mouth (5) and which is provided with an insulating jacket (2).

2. Heat exchanger according to claim 1,

characterized in that the heat exchanger surface designed as a tube (heating tube 6) and runs in a straight line and coaxially in the drive channel (1).

3. Heat exchanger according to claim 2,

characterized in that the heating tube (6) leads out of the mouth (5) of the driving channel (1) is and is connected to a heat exchanger surface (7) surrounded by the liquid to be heated, the surrounds the drive channel (1) on the outside at a distance and coaxially.

4. Heat exchanger according to claim 3,

characterized in that the TreibkariaL (1) Surrounding heat exchanger surface (7) consists of a tube that is helically spaced around the driving channel (1) around to the inlet side of which find is led.

^r ). Heat exchanger according to one of claims 1 to 4, characterized by the fact that the liquid flows into the drive duct (1) through its openings

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(16) is formed in the drive channel (1), which into the container interior flow out.

6. Heat exchanger according to one of claims 1 to 4,

in particular for heating water in connection with a heat pump system, the compressor of the heat pump is cooled by the water to be heated, characterized in that the inlet of the driving channel (1) is connected to the compressor cooler (12) and that the heating pipe (6) from the working medium the heat pump (4) flows through.

7. Heat exchanger according to one of claims 1 to 6, characterized in that the driving channel

(1) Equipped with a flange (14) at the inlet end is, in addition to fastening and sealing means, a sealed bushing (8) for the return line for the Has heating medium and optionally for a discharge line (1) to supply the compressor cooler (12).

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