DE3400377A1

DE3400377A1 - Waermeaustauscher fuer heizungsanlagen

Info

Publication number: DE3400377A1
Application number: DE19843400377
Authority: DE
Inventors: Luciano Villanova Pescara Tesolin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-01-11
Filing date: 1984-01-07
Publication date: 1984-08-02
Also published as: IT1167106B; IT8347535A0; FR2539219A1; FR2539219B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher für Heizungsanlagen mit mindestens einer Rohrschlange.

Wärmeaustauscher dieser Art sind in Heizkesseln vielfältig bekannt. Dabei werden als Wärmequelle häufig mit Saugluft betriebene Gasbrenner eingesetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeaustauscher zu schaffen, der eine gleichzeitige Erwärmung von in getrennten hydraulischen Kreisläufen umlaufenden Heizungs- und Brauchwasser erlaubt und dennoch gegenüber bekannten Geräten bei einfacher Konstruktion und damit relativ geringen Gestehungskosten eine gegenüber dem Stand der Technik bessere Leistungsfähigkeit und höhere Stabilität besitzt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch zwei hydraulisch in Reihe geschaltete, das Heizungsmedium (Wasser) führende Rohrschlangen, von denen eine ein vorzugsweise endseitig kurzgeschlossenes Rohrpaar aufnimmt, das hydraulisch vom Heizungsmedium (Wasser) getrennt mit der Brauchwasseranlage verbunden ist.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, die Schlangen unterschiedlich lang und auch in ihren Windungen unterschiedlich ausgerichtet zu gestalten, um eine optimale Ausnutzung der Heizquelle zu erzielen. Dazu gehört sowohl die Anordnung der längeren Schlange in Form einer horizontal liegenden Wendel als auch der vertikale Verlauf der Wendel der kürzeren Schlange mit vergleichsweise großem FreLraum in der Wendel. Zur Steigerung der Ausnutzung der den Rauchgasen bei mit Gasbrennern betriebenen Kesseln innewohnenden Wärme befindet sich im Frei raum der Wendel der längeren Schlange vorzugsweise ein Turbulenzgitter.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen, in denen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt ist, wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Heizkessels·;

Fig. 2 eine weitere schematische Darstellung des Kessels gemäß Fig. 1, aus der unter anderem durch teilweise geschnittene Partien die gegenseitige Zuordnung der Einzelteile deutlich wird;

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Gegenstand gemäß den Fig. 1 und 2; und '

Fig. 4 eine Seitenansicht des Gegenstandes gemäß den Fig. 1 und 2.

Nach Fig, 1 befindet sich im Innern eines Kesselgehäuses 1 eine Heizschlange 2, durch die das Heizungsmedium, vorzugsweise Wasser, strömt, das im Umlauf zum Verbraucher (Heizung) und von diesem zurückgeführt wird. Die_r Heizschlange 2 befindet sich oberhalb einer Wärmequelle 3, die vorzugsweise aus einem mit Saugluft betriebenen Gasbrenner 3 besteht, und ist damit dessen Aufheizwirkung ausgesetzt. Die Heizschlange 2 besitzt Wendelform; innerhalb der Wendel befindet sich ein Gitter 15, das die diesen Bereich durchströmenden heißen Verbrennungsgase verwirbelt, wodurch die Wärmeaustauschleistung verbessert wird.

An ihrem Austrittsende geht die Heizschlange 2 in eine zweite Schlange 4 mit größerem Durchmesser über, in der ein Rohrpaar 5 und 6 untergebracht ist, das mit einer sanitären Warmwasseranlage, d.h. der Brauchwasseranlage

verbunden ist. Auch die Schlange 4 ist dem Gasbrenner 3 ausgesetzt, da sie unterhalb der Heizschlange 2 verläuft, also zwischen Gasbrenner 3 und der Schlange 2, allerdings als relativ große Wendel, die einen freien Durchgang der Rauchgase des Brenners 3 zur Schlange 2 zuläßt.

Über eine Umlaufpumpe 7 wird das zu erwärmende Medium, vorzugsweise Wasser, im Wärmeaustauscher umgewälzt, wobei sich auf der Saugseite die Zuleitung 8 befindet, durch die das Wasser in den Kessel gelangt, während es über eine Ablaufleitung 9 aus dem Kessel austritt. Die Durchflußrichtung in den für das Brauchwasser vorgesehenen Rohren 5 und 6 wird durch Pfeile in den Fig. 1 und 4 gezeigt.

Um den Kessel auch ausschließlich für die Erwärmung von Brauchwasser benutzen zu können, wird ein Bypass 10 vorgesehen, der über ein Ventil 11 die beiden Schlangen 2 und 4 kurzschließt, wodurch die Abflußleitung 9 gesperrt wird. Ein erfindungsgemäß aufgebauter Kessel wird in seiner räumlichen Zuordnung der Einzelteile in den Fig. 2 bis 4 dargestellt.

Das von der nicht dargestellten Heizungsanlage kommende Medium - nachfolgend wird ausschließlich von Wasser gesprochen - gelangt als Rücklauf über die Zulaufleitung 8 in den oberen Teil des Kessels, in dem sich die aus Windungen mit horizontaler Achse bestehende Schlange 2 oberhalb des Brenners befindet und in Form einer horizontalen, vorzugsweise abgeplatteten Wendel den oberen Raum zwischen dem Brenner und einem Rauchkanal 12 ausfüllt.

Nach Durchlauf durch die Schlange 2 gelangt das aufzuheizende Wasser in die zweite, kleinere bzw. kürzere Schlange 4, die jedoch einen größeren Kohrquerschnitt 13 besitzt als die Schlange 2. In der Schlange 4 befindet sich das Rohrpaar 5 und 6 für das warme Brauchwasser. Die Schlange 4 ist an ihrem freien Ende 14 geschlossen mit Aufnahme der an dieser Stelle vorgesehenen Einführung des Rohrpaars in die Schlange 4. Im Bereich der letzten Windung der Schlange 4 kurz vor dem freien, blinden
Ende 14 zweigt die AblaufIeiLung 9 für das Heizungswasser ab.

Der vorstehend beschriebene Aufbau macht deutlich, daß die der Wärmequelle direkt ausgesetzte Schlange 2 - gemäß Fig. 3 und 4 ist die Schlange 4 als große, im Bereich der Kesselwände sich erstreckende Wendel ausgebildet, deren Inneres einen freien Durchgang der Verbrennungsgase zur Wendel 2 zuläßt - von dieser beheizt wird. Das die Schlange 2 verlassende warme Wasser fließt durch die Schlange 4, die ebenfalls den Wirkungen des Brenners 3 ausgesetzt ist, und bewirkt, den Wärmeaustausch zum im koaxial in der Schlange 4 befindlichen Rohrpaar 5, 6 fließenden Brauchwasser.

Die untere Spiralschlange 4 bildet den I-Iauptwärrnetauscherteil und arbeitet, was den Wärmeaustausch zwischen Verbrennungsgasen und Wasser betrifft, aufgrund der Reihenschaltung, d.h. des Übergangs von einer Schlange in die andere so, daß ein durchgehender Wasserumlauf gewährleistet ist, d.h. keine Wasser/Wasser-Austauschprobleme auftreten. Die Schlange 4 ist außerdem so dimensioniert, daß sie eine hinreichende Menge aufzuheizenden Wassers aufnehmen kann und auch für eine hinreichende Aufheizung der gewünschten Wassernienge sorgt.

Die obere Spiralschlange 2 besitzt eine Doppel funkt lon. Zum einen sorgt sie für den notwendigen Wärmeaustausch zwischen der Wärmequelle (Rauchgasen; und dem Wasser und zum andern stellt sie einen ausgezeichneten aerodynamischen Widerstand für die Verbrennungsgase dar, bevor diese den Kessel durch den Rauchkanal 12 verlassen. Dieser Effekt wird durch das in der Spirale der Schlange 2 vorgesehene Gitter 15 noch verstärkt.

Da die für derartige Anlagen erforderlichen Kontroll- und Steuergeräte sowie Sicherheit^- und Automatisierungseinrichtungen dem Fachmann bekannt sind, werden sie hier nicht näher beschrieben.

Claims

Dr.-lng. Reinnan König Dipl.-'lng. Klaus Bergen

Wilhelm-Tell-Str. 1-4 4OOG Düsseldorf 1 Telefon 39 7O I36 Patentanwälte

6. Januar 1984

35 264 B 3400377

Herr Luciano TESOLIN, No. 13, Via Conserva,
65010 Villanova (Pescara), Italien

"Wärmeaustauscher für Heizungsanlagen" Patentansprüche:

Wärmeaustauscher für Heizungsanlagen, insbesondere zur gleichzeitigen Erwärmung von Heizungs- und Brauchwasser, mit mindestens einer Rohrschlange, gekennzeichnet durch zwei hydraulisch in Reihe geschaltete, das Heizungsmedium (Wasser) führende Rohrschlangen (2, A), von denen eine (4) ein vorzugsweise endseitig kurzgeschlossenes Rohrpaar (5, 6) aufnimmt, das hydraulisch vom Heizungsmedium getrennt mit der Brauchwasseranlage verbunden ist.

2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlangen (2, 4) unterschiedliche Länge besitzen und das Rohrpaar (5, 6) sich in der kürzeren Schlange (4) befindet, die sich in Strömungsrichtung an die längere Schlange (2) anschließt.

3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die längere Schlange (2) mit ihrem einen Ende an die Rücklaufleitung (8) der Heizung angeschlos-

f-y\ sen ist und mit ihrem anderen Ende in die kürzere ' Schlange (4) mit größerem Querschnitt (13) übergeht, die mit der den Heizkessel verlassenden, zur Heizung führenden Ablaufleitung (9) (Heizungsvorlauf) verbunden ist.

4. Wärmeaustauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die längere Schlan-, ge (2) aus mehreren Windungen mit horizontaler Achse / besteht.

Wärmeaustauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß sich die längere Schlange (2) in Form einer Wicklung oberhalb der Wärmequelle befindet.

Wärmeaustauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die kürzere Schlange (4) aus mehreren Windungen mit vertikaler Achse besteht und sich in Form einer Wendel im Bereich zwischen der längeren Schlange (2) und der Wärmequelle (3) befindet s, wobei der Innenraum der Wendel einen freien Durchgang zwischen Wärmequelle und längerer, oberer Schlange (2) beläßt.

7. Wärmeaustauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die längere Schlange (2) die Form einer sich quer im Heizungsraum erstreckenden, flach gedrückten Wendel besitzt.

8. Wärmeaustauscher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendel der längeren Schlange (2) ein Turbulenzgitter (15) umgibt.

9. Wärmeaustauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrpaar (5, 6) aus dem stirnseitigen, freien Ende der kürzeren Schlange (4) austritt, während sich der Anschluß für die den Heizungsvorlauf führende Ablaufleitung (9) kurz davor befindet.