DE3139451A1 - HEAT EXCHANGER WITH SINK OR RISING SHAFT - Google Patents

HEAT EXCHANGER WITH SINK OR RISING SHAFT

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DE3139451A1
DE3139451A1 DE19813139451 DE3139451A DE3139451A1 DE 3139451 A1 DE3139451 A1 DE 3139451A1 DE 19813139451 DE19813139451 DE 19813139451 DE 3139451 A DE3139451 A DE 3139451A DE 3139451 A1 DE3139451 A1 DE 3139451A1
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Karl Fritz Dipl.-Ing. Nixel (FH), 8801 Schnelldorf
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CHEMOWERK BAYERN GmbH
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CHEMOWERK BAYERN GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/18—Water-storage heaters
    • F24H1/20—Water-storage heaters with immersed heating elements, e.g. electric elements or furnace tubes

Abstract

1. Heat exchangers consisting of winded tube, surrounded by an ascending or sinking shaft (2, 3) which in its not directly the heat exchanger enclosing zone (3) is consisting of one or several shafts, that exhibit a smaller inner diameter than outer diameter of the heat exchanger (1) thereby characterized, that the heat exchanger (1) is winded spirally for intensification of the free convection, the ascending or sinking shaft (2, 3) holds in its zone (3) that does not enclose directly the heat exchanger, altogether almost the same inner crossectional area as the passage area of the heat exchanger (1) for the storage medium, and the heat exchanger (1) is arranged at the shaft end (2).

Description

CHEMOWERK BAYEEN, 8801 Schnelldorf Wärmetauscher mit Sink- oder Steigschacht CHEMOWERK BAYEEN, 8801 Schnelldorf Heat exchanger with sink or riser shaft

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher zum direkten Aufheizen oder Abkühlen eines Speichermediums, vorzugsweise in Brauchwasser- oder Heizungs-Pufferspeichern.The invention relates to a heat exchanger for direct heating or cooling of a storage medium, preferably in domestic water or heating buffer storage tanks.

Bei derartigen Wärmetauschern ist eine möglichst hohe Übertragungsleistung bei möglichst kleiner Temperaturdifferenz zwischen Speichermedium und Kühl- bzw. Heizwasseraustritt gefordert. Bedingt durch die in der Praxis begrenzt großen Behälteröffnungen und aus Kostengründen muß dieses Leistungsoptimum bei einer beschränkten Größe des Wärmetauschers erreicht werden.In such heat exchangers, the highest possible transfer power with the smallest possible temperature difference between Storage medium and cooling or heating water outlet required. Due to the limited size of the container openings in practice and for reasons of cost, this optimum performance must be achieved with a limited size of the heat exchanger can be achieved.

Üblicherweise werden wegen der niedrigen Strömungsgeschwindig- " keit des Speichermediums auf der Außenseite des Wärmetauscherrohres Rippenrohre eingesetzt, durch deren große Außenoberfläche der niedrige Alpha-Wert der Außenseite wenigstens teilweise kompensiert wird. Jedoch steigt die erzielbare Leistungssteigerung nicht linear mit der Vergrößerung der Oberfläche, weil insbesondere bei den angestrebten geringen Temperaturdifferenzen nur eine sehr geringe Konvektion vorhanden ist und andererseits ein von der Rippenhöhe abhängiger sog. Rippenwirkungsgrad wirksam wird. ·Usually, because of the low flow rate of the storage medium on the outside of the heat exchanger tube Finned tubes are used, due to their large outer surface the low alpha value of the outside at least partially is compensated. However, the achievable increase in performance does not increase linearly with the enlargement of the surface, because in particular with the desired low temperature differences, there is only very little convection and on the other hand a so-called fin efficiency dependent on the fin height becomes effective. ·

Die Leistungsfähigkeit kann somit durch zwangsweises Umströmen des fiippenrohres über eine Pumpenanordnung weiter verbessert werden (siehe Druckschrift 50.04-0.977 der Firma SuIo). Diese Ausführung bedingt jedoch einen vergleichsweise hohen Energieaufwand für die dafür eingesetzten Umwälzpumpen.The performance can thus be further improved by forcibly flowing around the fiippenrohres via a pump arrangement (see publication 50.04-0.977 from SuIo). These However, the design requires a comparatively high expenditure of energy for the circulation pumps used for this purpose.

Weiter ist bekannt, Wärmetauscher mit Rohren zu umgeben, um eine gleichmäßige Erwärmung des Behälterinhaltes zu vermeiden und eine, insbesondere für den Brauchwasserbereich sehr vorteilhafte, WärmeSchichtung zu erzeugen (Franz. Patentschrift Nr. 75094-32, Gebrauchsmuster GM 78 00 4-93).It is also known to surround heat exchangers with tubes to avoid uniform heating of the contents of the container and a very advantageous, especially for the domestic water sector, To generate heat stratification (French Patent No. 75094-32, utility model GM 78 00 4-93).

ft * V «ft * V «

Jedoch sind diese Rohre in Anordnung und Ausführung nicht geeignet, die Leistungsfähigkeit des Wärmetauschers zu steigern, dies ist auch nicht beabsichtigt.However, the arrangement and design of these pipes are not suitable, To increase the efficiency of the heat exchanger, this is also not intended.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die Effizienz von Wärmetauschern in Behältern zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die natürliche thermische Konvektion um den Wärmetauscher durch vom oberen zum unteren Behälterbereich reichende Steig- oder Sinkschächte, die einen in etwa gleichen Durchflußguerschnitt wie das Wärmetauscherbündel aufweisen, entscheidend erhöht wird. Der Zuflußbereich zum Wärmetauscher soll aus einer möglichst großen, vorzugsweise waagerechten Fläche bestehen. Die Konvektionswirkung kann durch teilweises oder ganzes Ausfüllen der nicht unmittelbar vom Wärmetauscher beeinflußbaren Durchlaß-Querschnittsflächen innerhalb des Sinkschachttrichters weiter gesteigert werden. Vorteilhaft ist weiterhin eine möglichst geringe Höhe des Wärmetauscherbündels, weil dadurch sowohl die Eigenreibung des Behältermediums als auch störende Turbulenzen verringert werden, welche die Konvektionsströmung behindern.The invention is therefore based on the object of improving the efficiency of heat exchangers in containers. This task will according to the invention solved in that the natural thermal Convection around the heat exchanger through ascending or sinking shafts reaching from the upper to the lower container area, one of them have approximately the same flow cross-section as the heat exchanger bundle, is increased decisively. The inflow area to the heat exchanger should consist of the largest possible, preferably horizontal surface. The convection effect can through partial or complete filling of the not directly from the heat exchanger controllable passage cross-sectional areas are further increased within the sink shaft funnel. Advantageous furthermore, the height of the heat exchanger bundle is as low as possible, because this reduces the internal friction of the container medium as well as disruptive turbulence that hinder the convection flow can be reduced.

Die Vorteile dieses Sinkschachtprinzips beruhen auf einem durch die höhere Konvektionsgeschwindigkeit erheblich verbesserten Alpha-Wert der Außenoberfläche. Damit wird die Leistung des Wärmetauschers ohne Energieaufwand oder größeres Bauvolumen stark erhöht, ferner besteht die Möglichkeit zur Verwendung preisgünstigerer niedrig berippter Eohre. Die Erfindung ermöglichst es daher kleine, leichte und preisgünstige Wärmetauscher ohne energetischen und hohen apparativen Aufwand md/fc hoher Leistungsfähigkeit auszustatten.The advantages of this sink shaft principle are based on a significantly improved by the higher convection speed Alpha value of the outer surface. This increases the performance of the heat exchanger without the need for energy or a larger construction volume greatly increased, there is also the possibility of using cheaper, low-finned ear tubes. The invention therefore enables small, lightweight and inexpensive heat exchangers without energetic and high equipment expenditure md / fc higher To equip efficiency.

Ein Ausführungsbeispiel' der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment 'of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below.

ffig. 1: Der Wärmetauscher (1) befindet sich im trichterförmigen Kopfteil (2) des Steigschachtes (3). Der freie Querschnitt des vorzugsweise spiralförmig gewickelten Wärmetauscher wird durch einen Deckel (4) verschlossen,ffig. 1: The heat exchanger (1) is located in the funnel-shaped Head part (2) of the riser shaft (3). The free one Cross section of the preferably spirally wound The heat exchanger is closed by a cover (4),

so daß das ganze durch, die Eonvektioa umgewälzte Wasser die Rippenrohre bestreicht. Vorteilhaft ist hierbei die Anordnung des Verschlußdeckels an dem, dem Steigschacht zugewandten Ende des Wärmetauschers und die etwas konische Ausbildung der Seitenwand des Kopfteiles (2).,-weil dadurch ein größerer Teil des Wärmetauschers mit thermisch noch unbeeinflußtem Speichermedium beaufschlagt
werden kann, so daß in einem größeren Bereich des
Wärmetauschers die max. mögliche Temperaturdifferenz
zwischen Wärmetauscher und Speichermedium genutzt
werden kann. Die gezeigte Anordnung dient zum Aufheizen des Speienermediums, zum Abkühlen kehrt sich die
Anordnung um.so that all the water circulated through the Eonvektioa brushes the finned tubes. Advantageous here is the arrangement of the closure cover at the end of the heat exchanger facing the riser and the somewhat conical design of the side wall of the head part (2)
can be so that in a larger area of the
Heat exchanger the maximum possible temperature difference
used between heat exchanger and storage medium
can be. The arrangement shown is used to heat the storage medium, to cool it is reversed
Arrangement around.

Claims (1)

Pat entansprüchePatent claims Η .j) Wärmet&uschersystem vorzugsweise aus spiralförmig aufgewickeltem Rohr, umgeben von einem Steig- oder Sinkschacht zur Verstärkung der freien Konvektion, dadurch gekennzeichnet, daß der Steig- oder Sinkschacht in seinem nicht direkt den Wärmetauscher umschließenden Bereich aus einem oder mehreren Schächten besteht, die einen kleineren Innendurchmesser, als der Außendurchmesser des Wärmetauscherbündels aufweisen und vorzugsweise insgesamt einen annähernd gleichen Innenquerschnitt wie der Durchlaßquerschnitt des Wärmetaus cherbündeIs für das Speichermedium besitzen und der Wärmetauscher an dem Schachtende angeordnet ist. "■#- Η .j) Heat exchanger system, preferably made of a spiral wound pipe, surrounded by a rising or sinking shaft to strengthen free convection, characterized in that the rising or sinking shaft in its area not directly surrounding the heat exchanger consists of one or more shafts, the one have smaller inner diameter than the outer diameter of the heat exchanger bundle and preferably have an overall approximately the same inner cross section as the passage cross section of the heat exchanger collar for the storage medium and the heat exchanger is arranged at the shaft end. "■ # - 2») Wärmetauschersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steig- bzw. Sinkschächte vom annähernd Obersten zum annähernd untersten Behälterbereich reichen.2 ») Heat exchanger system according to claim 1, characterized in that that the rising or sinking shafts extend from approximately the top to the approximately bottom container area. Jo) Wärifietäuschersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmetauscherbündel im Verhältnis zu seinem Durchmesser eine geringere Höhe aufweist.Jo) heat deception system according to claim 1, characterized in that that the heat exchanger bundle has a smaller height in relation to its diameter. 4O) Wärmetauschersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle überflüssigen freien Durchlaß-Querschnitte des Wärmetauschers durch geeignete Sperren verschlossen sind.4 O ) heat exchanger system according to claim 1, characterized in that all superfluous free passage cross-sections of the heat exchanger are closed by suitable barriers. 5.) Wärmetauschersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwand des Kopfteiles konisch ausgebildet ist.5.) Heat exchanger system according to claim 1, characterized in that that the side wall of the head part is conical.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2553181B1 (en) * 1983-10-07 1985-12-27 Raffinage Cie Francaise DEVICE FOR THERMAL STORAGE FROM TWO ENERGY SOURCES, AND INSTALLATION USING SUCH A DEVICE
US20130180281A1 (en) * 2010-09-27 2013-07-18 Thermia Varme Ab Heat exchanger arrangement and heat pump system

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2456564A (en) * 1945-06-07 1948-12-14 Muller Otto Fluid heater
DE1799737U (en) * 1958-03-21 1959-11-12 Kaehler & Breum HEAT EXCHANGER.
AT260294B (en) * 1966-03-01 1968-02-26 Bruno Dipl Ing Dr Techn Eisler Heat exchanger
GB1146423A (en) * 1966-11-07 1969-03-26 Comstock & Wescott Thermal convection heat exchanger
DE1903774A1 (en) * 1969-01-25 1970-08-13 Erwin Egenberger Device for heating liquid media
US3712370A (en) * 1969-09-26 1973-01-23 Waagner Biro Ag Radial-flow heat exchanger
GB1543210A (en) * 1975-02-28 1979-03-28 Vortex Gmbh Dt Central heating systems and heat exchangers therefor
DE7902340U1 (en) * 1979-01-29 1979-08-02 Drieling, Manfred, 4407 Emsdetten BOILER FOR STORAGE AND GENERATION OF HEATED WATER
GB2075172A (en) * 1979-09-27 1981-11-11 Braude E Ltd Tube-coil heat exchanger

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2037958A (en) * 1978-11-20 1980-07-16 Hawes R A Heating liquid in a storage tank
DE2903250C2 (en) * 1979-01-29 1983-10-20 Manfred 4407 Emsdetten Drieling Boiler for heating and storing water
FR2461206A1 (en) * 1979-07-13 1981-01-30 Charot Ets Solar heater for production of hot water - has storage reservoir with graduated temperature levels caused by heat flowing through slots in vertical tube

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2456564A (en) * 1945-06-07 1948-12-14 Muller Otto Fluid heater
DE1799737U (en) * 1958-03-21 1959-11-12 Kaehler & Breum HEAT EXCHANGER.
AT260294B (en) * 1966-03-01 1968-02-26 Bruno Dipl Ing Dr Techn Eisler Heat exchanger
GB1146423A (en) * 1966-11-07 1969-03-26 Comstock & Wescott Thermal convection heat exchanger
DE1903774A1 (en) * 1969-01-25 1970-08-13 Erwin Egenberger Device for heating liquid media
US3712370A (en) * 1969-09-26 1973-01-23 Waagner Biro Ag Radial-flow heat exchanger
GB1543210A (en) * 1975-02-28 1979-03-28 Vortex Gmbh Dt Central heating systems and heat exchangers therefor
DE7902340U1 (en) * 1979-01-29 1979-08-02 Drieling, Manfred, 4407 Emsdetten BOILER FOR STORAGE AND GENERATION OF HEATED WATER
GB2075172A (en) * 1979-09-27 1981-11-11 Braude E Ltd Tube-coil heat exchanger

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