DE6607211U - Fluessigkeitserbitzer mit gas- bzw. oelbeheizung - Google Patents

Description

PATENTANWALT DR.-TW33".· KL'fciW D
KARLSRUHE FELrX-MOTTL-STRASSE: 1 a TELEFON 590455

R 10553/66 Gbm
28. Juni 1966

•Runtälthersn A-G. Glarus/Schweiz

Flüssigkeitserhitzer mit Glas- bzw.Ölbeheizunq..

Die Neuerung betrifft einen Flüssigkeitserhitzer für
fHeizungszwecke und Gebrauchswasserbereifcung mit thermisch ■miteinander verbundenen, «trömungsmässig getrennten Kanälen für das umlaufende Heizungswaaser mnd das d*jrchlau~ ^'..'ffende Gebrauchswasser und einem Gas- baw. Ölbrenner·

Bei derartigen Flüssigkeitserhitzer.^, welche unter Verrwendung einer gemeinsamen Wärmequelle in der Gestalt -^ines '\ .|Gas- bzw. Ölbrenners sowohl zur Erhitzung eines flüssigen Wärmeträgers (insbesondere von Wasser) für eine angeschlossene WarmwasserheizungsanLage wie auch zur Bereitung von Heisswasser zu Gebrauchszwecken in Küche, Bad ua;w. dienen, spielt das Problem der innigen thermischen Verbindung der für das Heizungswasser und das Gebrauchswasser vorgesehenen Kanäle eine beherrschende Rolle. Je enger diese ther-

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28. Juni 1966
Ϊ Stückliste			■ . ■]
I !	Dreifachrohr
ί 2	unterer Heizwasserkanal	■;
3	oberer Heizwasserkanal
4	Gebrauchswasserkanal	1 λ
ί 5	Rohrkrümmer	-: ■ · ■ -' ■ Λ
6	kurzer Rohrkrümmer	*"■■»' -ι SV;1* J.
f 7	langer Rohrkrümmer	*" * f
I ' 8,8'	Bleche	j ' V.«* ;,■ ■■ ■ ■■ ,-:-: • iiifcrt j, ·'.
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1 ΙΌ	Oberkante	^ γ. '•^ο'ϊ ■ %·.'' ν«?; •ί .-Γ.· S-."'Λ Γ «£ · Λ ■fN"; ■:■;■. \ä" Vü·. ·"! ¥JV i - ^5 J Ϊ j ,3, ■ 1£" [ ■ ■
1 11 ί f	Gasbrenner	% US · ^* # . *< * ■ ■*- ^ ΐ?^- μ J' „ > '%£ * - - '
1 ' ."'.' 12	Brennerrohr
I . '■ · -13	Gaszuführuagsrohr
j ■ 14 j '■ :1<:ΐ^ A* ■ ' ■-	Rinnen ; Schalen
	■jf % Vierkantrohr -.
	U-Profile
I 18	Band
j 19, 19'	Zickzackband
1 20	Basisflächen
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ι ι [j
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mische Kopplung, aufgrund derer cter Wärmeaustausch zwischen dem Heizungswasser und dem Gebrauchswasser stattfindet, gemacht werden kann, um so höher können die betreffenden Flüssigkeitserhitzer belastet werden, um so wirtschaftlicher ist deren Herstellung und in um so kürzerer Zeit steht das erhitzte Gebrauchswasser an einer Zapfstelle zur Verfügung.

Um bei der an einen solchen Flüssigkeitserhitzer angeschlossenen Heizungsanlage mit geringen Rohrleitungsquerschnitten sowie Umwälzpumpen kleiner Leistung auszukommen, ist es erforderlich, innerhalb des Flüssigkeitserhitzers dem durchfliessenden Heizungswasser möglichst grosse Durchflussquerschnitte anzubieten, wodurch die unvermeidlichen Druckverluste im Flüssigkeitserhitzer klein gehalten werden können. Demgegenüber spielen auf der Seite des Gebrauchswassers die Druckverluste eine untergeordnete Rolle, da das Wasserversorgungsnetz ausreichende Wasserdrücke liefert; die Querschnitte für das Gebrauchswasser können deshalb innerhalb des Flüssigkeitserhitzers kleiner ausgeführt werden*

Die Leistung eines derartigen Flüssigkeitserhitzers und des dazugehörigen Brenners wird nicht etwa entsprechend der SuRune des Wärmebedarfs der Heizungsanlage und desjeni-

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gen für die Erwärmung des Gebrauchswassers bemessen. Bei kleinen Anlagen überwiegt nämlich der Wärmebedarf für das Gebrauchswasser beträchtlich, während bei mittelgrossen Anlagen für die Erwärmung des Heizungswassers und des Gebrauchswassers etwa gleichviel Wärme benötigt wird. Erst bei grösseren Anlagen mit Nennleistungen über 25 000 Kilokalorien pro Stunde ist der Wärmebedarf für dss HeisungsWasser vorrangig. Aus wirtschaftlichen Gründen ist deshalb ein Wechselbetrieb für die Erwärmung des Heizungs- und des Gebrauchswasser vorgesehen.

Ist die dem Flüssigkeitserhitzer zugeordnete Heizungsanlage in Betrieb, so fliesst das Heizungswasser,mittels einer Umwälzpumpe in Bewegung gesetzt, durch den dafür im Flüssigkeitserhitzer vorgesehenen Kanal. Entsprechend dem Wärmebedarf der Heizungsanlage ist der durch einen Thermostaten gesteuerte Brenner entweder in gewissen zeitlichen Abständen kürzer oder länger mit voller oder mit einer gedrosselten Leistung in Betrieb, oder aber er arbeitet bei hohem Wärmebedarf ununterbrochen. Sobald Gebrauchswasser entnommen wird, wird der Kreislauf des Heizungswassers beispielsweise durch Abschalten der Umwälzpumpe angehalten, sodass die vom Brenner abgegebene Wärme voll zur Erwärmung des Gebrauchswassers zur Verfügung steht. Arbeitet der Brenner im Augenblick der Gebrauchswasserentnahme gerade nicht,

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oder ist die Heizungsanlage überhaupt - wie etwa wahrend der Sommermonate - ausser betrieb, so ist dafür gesorgt, dass der Brenner unverzüglich gezündet wird und seine volle Leistung entwickelt, Diese volle Wärmeleistung muss dem Gebrauchswasser zugeführt werden» Ist nun die thermische Kopplung zwischen dem Heizwasserkanal und dem Ge- !brauch swasserk anal unzureichend,, »ö folgt äaträtiä nicht mir eine träge Funktion bezüglich de»r Erwärmung des Gebrauchswassers, sondern es besteht insbesondere die Gefahr, dass das in dem Heizwasserkanal während der Gebrauchswasserantnahme ruhende Heizwasser zum Sieden kommt. Wird andererseits kein Gebrauchswasser entnommen, so können bei schlechter thermischer Kopplung der Kanäle leicht im Gebrauchswasserkanal Siedetemperaturen erreicht werden, wenn zur Deckung eines grossen Wärmebedarfes der Heizungsanlage hohe Vorlauftemperaturen des Heizungswassers benötigt werden.

Plüssigkeitserhitzer mit Gas- bzw» Ölbeheizung der genannten Art finden insbesondere zur Beheizung und zur Warmwasserversorgung von Etagenwohnungen oder kleineren Wohnhäusern Verwendung. Je nach Anzahl und Grosse der zu beheizenden Räume ist der Wärmebedarf ausserordentlich unterschiedlich. Die Geräte müssen daher bezüglich ihrer abzugebenden Lei-■tung diesen unterschiedlichen Anforderungen ohne Schwierigkeiten und möglichst ohne Verringerung ihres Wirkungsgrades anpassbar sein.

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Die Forderung nach hohem Wirkungsgrad und preiswerter Herstellbarkeit des Flüssigkeitserhitzers hängt eng mit dem Problem der günstigen Anordnung der Heiz- und Gebrauchswasserkanäle in Bezug auf den Gas- bzw. Ölbrenner zusammen. Die zu wählende Anordnung muss ^ine möglichst hohe und gleichmassige Abgabe des Wärmeinhalte» der heisien Verbrennurgsgase an die Kanäle erzwinget, ohne s Abzug wesentlich zu beeinträchtigen und ausaerdeai eine ungehinderte Übertragung der von den Brennerf lananen ausgehenden Wärmestrahlung gestatten.

Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Anforderungen an der Aussenseite einer vertikal angeordneten, prismatischen, mit ihrem unteren Rand einen Gasbrenner umschließsende Heizkammer, durch deren Inneres die heissen Verbrennungsgase geführt werden, zwei getrennte Rohre - daa eine für ein Heiznngssystern, das andere zur Erzeugung von Gebrauchswasser - spiralig ansteigend und mit Abstand voneinander herumzuführen. Die Oberseite der Heizkammer wird von einam Rippenkörper mit vertikal stehenden Heizrippen abgeschlossen, durch welchen die beiden Rohre - nunmehr eng anelnandergelegt und sich berührend - hindurchgeführt sind. Zur-Erzielung eines guten thermischen Austausches zwischen den beiden Flüssigkeiten weisen die beiden Rohir#, solange sict

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den Rippenkörper durchlaufen, halbelliptischen Querschnitt auf (Französische Patentschrift Nr. 1 332 607).

Weiterhin ist bekannt, um eine Heizkammer zwei getrennte Rohrschlangen aussen herumzuführen und diese durch Eingiessen in Aluminium oder durch Aneinanderlöten miteinander thermisch zu koppeln. Die Heizkammer kann auch doppelwandig ausgebildet sein und eine spiralig verlaufende Trennwand aufweisen, durch welche zwei getrennte.Kanäle für die beiden Flüssigkeiten entstehen. In einer ebenfalls doppelwandigen Heizkammer einer anderen Ausführungsform befindet sich eine mit dem Innenmantel in Berührung stehende, beispielsweise zur Erhitzung des Gebrauchswassers dienende Rohrschlange, welche von dem die Heizkammer durchfliessenden Heizungswasser umgeben ist (Französische Patentschrift Nr. 1 329 091). Zur Verbesserung des Wärmeaustausches zwischen den beiden Systemen ist bekannt, anstelle zweier getrennter Rohre eine Rohrschlange aus eimern durch fliess- oder strangpressen hergestellten Doppelrohr zu verwenden (Französische Patentschrift Nr. 82 022).

Es ist ausserdem ein Flüssigkeitserhitzer mit einer vertikalen Brennkammer bekannt, an deren Aussenseite vertikale, mit je zwei parallelen in die Brennkammer hineinragenden Heizrippen versehene, oben und unten in Sammelbehälter ein-

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mündende Rohre angebracht sind. Im Innern dieser, dem Heizungskreislauf dienenden Bohre sind Rohre geringeren Querschnittes für das Gebrauehswasser vorgesehen. Diese Gebrauchswasserrohre werden mittels der Länge nach angeschweisster, spitzwinkelig abgebogener Blechstreifen an eine Seite der Innenwand der Heizungsrohre angedrückt (Französische Patentschrift Nr. 1 296 686).

Aufgrund der schweizerischen Patentschrift Nr. 344 831 ist eine kombinierte Heiz- und Warmwasserbereitungsaniage bekannt, bei welcher die Rohrschlange für die Warmwasserbereitung innerhalb der Rohrschlange für die Heißwasserbereitung koaxial angeordnet ist. Dabei ist der Heizraum der Anlage mit der schraubenlinienförmig gewundenen Koaxial rohrschlange von einem Mantel umgeben, welcher als doppelwancliger, mit dem Vorlauf der Heizwasseranlage verbundener Kühlmantel ausgebildet sein kann.

Im weiteren i*t bekannt, in einem zylindrischen, doppelwandigen Heismantel eines Flüssigkeitserhitzers ein spiralig umlaufendes Rohr für das Gebrauchswasser so anzubringen, dass das Rohr an der Aussenflache des Innenmantels und der Innenfläche de* Aussenmantels dicht anliegt, wodurch ein zweiter, »pir&lig gewundener Raum für das Heizungswasaer gebildet wird (Französische Patentschrift 1 301 171),

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Um awel oder mehrere getrennt hergestellte Rohre mechanisch und thermisch miteinander zu verbinden, ist es bekannt, die zu einem Bündel dicht nebeneinandergelegten Rohre mit einem Band in Form einer Spirale zu umwickeln, wobei das i5and senkrecht sur Längsrichtung der Rohre steht und die Rohre fest aneinanderpresst. Dabei besitzen die Rohre halbkreisförmigen bzw. fcreisausschnittförmigen Querschnitt (USA-Patentschrift Nr. 1 7Oi 617).

Endlich ist eine Einrichtung mit Gasbeheizung zur wahlweisen Erwärmung von Flüssigkeiten durch eine einzige Wärmequelle unter Verwendung eines Rohres mit mindestens zwei, gleich- oder verschiedengrossen. Querschnitt aufweisenden Längskammern bzw. unter Verwendung von mindestens zwei Einzelrohren bekannt geworden (Belgische Patentschrift Nr. 672 518). Die Einzelrohre liegen quer zur Strömungsrichtung der heissen Verbrennungsgase horizontal nebeneinander und sind an ihren Aussenflächen zwecks besseren Wärmeüberganges mit Rippen oder einer gemeinsamen Ummantelung versehen.

Bei allen genannten Einrichtungen ist die thermische Verbindung zwischen den für das Heizungswasser und das Gebrauchswasser vorgesehenen Kanälen unzureichend, sodass je nach Betriebsart, der Anlage die Gefahr des Erreichens

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von Siedetemperaturen innerhalb des gerade ruhender Wassers des einen bzw. des anderen Systems besteht· Das grosse Volumen für das Gebrauchsvasser wirkt sich nachteilig bei dessen Aufheizung aus. Die bekannten Anlagen sind Am Aufbau kompliziert und daher aufwendig in der Herstellung; infolge der mangelnden thermischen Koppelung ihrer KanHle lassen sie keine hohen Wirkungsgreide zu. Flüssigkeitserhitzer für Heizungszweckes und Geferauehswaäserbereitong, die aus Einzelbauteilen bestehen, rait deren Hilf ei Gerste verschieden grosser Wärmeleistung erstellt werden können₈ sind bisher nicht bekannt geworden.

Der Neuerung" liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flüssigkeitserhitzer zu schaffen, der allen eingangs erwähnten Forderungen entspricht und insbesondere eine ausserordemtlich enge thermische Verbindung zwischen den Kanälen für das Heizungswasser und das Gebrauchswasser aufweist·

Diese Aufgabe wird gemäss der Reisferüncn gelSst durch ein mit Heizrippan versehenes, einen oberen Heiswasserkanal„ einen unteren Heizwasserkanal und einen zwischen diesen eingebetteten Gabrauchwasssrkanal in StrSmungsrichtung der heissen Verbrennungsgase übereinander angeordnet enthaltendes Dreifachrohr. Die Einbettung des Kaneles für das Gebrauchswasser zwischen zwei für das Heizungswasser vorge-

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sehene Kanäle innerhalb eines Dreifachrohres aus gut wärmeleitendem Material, beispielsweise Kupfer, gewährleistet wie sich gezeigt hat - eine so innige thermische Koppelung zwischen den Kanälen, dass auch bei sehr hohen Vorlauftemperaturen im ruhenden Wasser des Gebrauchswasserkanales der Siedepunkt nicht erreicht wird. Die beiden Heizwasserkanäle sind parallel geschaltet. Dadurch ergibt sich ein geringer Strömungswiderstand für das Heizungswasser und eine grosse Fläche für den Wärmeübergang von den Wandungen dieser Kanäle zum Wärmeträger. Bei atmosphärischem Druck lassen sich
mit einem Flüssigkeitserhitzer nach der Erfindung bei Stillstand des Gebrauchswassers Vorlauftemperaturen bis zu 95°C für das Heizungswasser und bei ruhendem Heizungswasser Gebrauchswassertemperaturen von über 75°C erreichen. Zur Beheizung dient ein Gasbrenner oder - bei Verwendung von Heizöl als Brennstoff - ein Verdampfungsbrenner (Schalenbrenner) | mit zusätzlichem Gebläse beziehungsweise ein Brenner mit
Druckölzerstäubung.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Neuerung ist das Dreifachrohr in einer horizontalen Ebene oberhalb eines
röhrenförmigen Gasbrenners angeordnet.

Das Dreifachrohr kann einstückig gefertigt und zu einer
mäanderförmigsn Äohrschlang© gebogen sein.

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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Dreifachrohr aus gleichlangen, geraden und parallel nebeneinander angeordneten Abschnitten zusammengesetzt und die Enden der Heizwasserkanäle und des Gebrauchwasserkanales der einzelnen Abschnitte sind durch angesetzte Rohrkrümmer miteinander verbunden· Dabei kann unterhalb und parallel zu jedem Abschnitt des Dreifacnföftfes ein diesem zur Beheizung dienendes Brennerrohr eines Gasbrenners angeordnet sein, wobei die Leistung des Brennerrohres der Belastbarkeit des Abschnittes des Dreifachrohres entspricht« Ein derart aufgebauter Flüssigkeitserhitzer besteht somit aus einer Anzahl gleicher Bauelemente. nMmlich geraden Abschnitten des Dreifachrohres und zugehörigen Rohrkrümmern sowie Brennerrohren, aus denen sich Geräte von unterschiedlicher und der Anzahl und der Grosse der zu beheizenden Räume anpassbarer Wärmeleistung nach dem Baukastensystem aufbauen lassen. Flüssigkeitserhitzer mit Gasbeheizung wurden bisher aus konstruktiven Gründen nur für eine Leistung einer bestimmten Grosse gebaut. War diese Leistung für einen vorgesehenen Zweck nicht ausreichend, so wurden mangels anderer Möglichkeiten zwei gleichgrosse Geräte parallel geschaltet, wobei höhere Kosten und in den meisten Fällen eine beträchtliche Verringerung der Wirtschaftlichkeit der Anlage in Kauf genommen werden mussten.

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—	vor t ei 1 h af te r
R		Weiterentwicklung	des	Neuerungsgedan-
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kens können zur Erreichung der höchstmöglichen Vorlauf temperatur bei der Erwärmung des Heizungswassers die Heizwasserkanäle je zweier benachbarter Abschnitte des Dreifachrohres mittels kurzer Rohrkrümmer und langer Rohrkrümmer über Kreuz miteinander verbunden sein. Auf

zungswassers der parallel geschalteten Heizwasserkanäle abwechselnd einmal den oberen und anschliessend den unteren, dem Brenner benachbart liegenden Heizwasserkanal der aufeinanderfolgenden Abschnitte des Dreifachrohres, wodurch eine ausserordentlich gleichmässige Erwärmung der beiden Heizwasserteile erzielt wird.

Zweckmässig sind die Querschnitte des unteren Heizwasserkanales, des Gebrauclvswasserkanales und des oberen Heizwasserkanales gleichgross ausgebildet. Auf diese Weise steht dem Heizungswasser im Flüssigkeitserhitzer ein Durchflussquerschnitt zur Verfügung, welcher dem doppelten des für das Gebrauchswasser vorgesehenen entspricht, und die Druckverluste bleiben niedrig.

In bevorzugter Ausgestaltung der Neuerung liegen die Längsachsen des jeweils kreisförmigen Querschnittes aufweisenden unteren Heizwasserkanales, des Gebrauchswasser-

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kanales und de» oberen Heizwasserkanales in einer gemeinsamen, in Strömungsrichtung <der Verbrennungsgase st@~ henden Ebene und die beiden Breitseiten des Dreifachrohres Stehen parallel zueinander und zu der geroeinsamen Or^ ne. Diese Form und Anordnung des Dreifachrohres gestattet einen gedrängten, raumspeirenden Aufbau des FlOssigkeifcsütiö eS ^iSix. SxCn

tung eine ungehinderte Übertragung der Wärmestrahlung gewährleistet und den Abzug der Verbrennungsgase begünstigt·

Das Dreifachrohr kann auch aus zwei miteinander verbundenen, jeweils drei Rinnen aufweisenden Schalen zusammengesetzt sein. Die beiden Schalen werden beispielsweise durch Löten miteinander verbunden· Die Rinnen können hp.lDkr sis— förmigen oder U-förmigen Querschnitt aufweisen; die Aussenrlächen der Schalen kiJnnen zur Vergrösserung der Oberfläche und zwecks Materialersparnis der Form der Rinnen angepasst sein.» Bei dieser Ausführungsform ist es von wesentlicher Bedeutung, dass die Stossebene der beiden Schalen und damit auch die Lötebene in Richtung des WSnneflusaes (und nicht etwa senkrecht dazu) liegen, da es sich erwiesen hat, daiss die Richtung des Wärmeflusses kreuzende Stoss- bzw. Lötebenen den Wärmeübergang behindern und die thermische Koppelung der Kanäle ungünstig be«»iEi£lusi;en.

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In einer anderen Ausführungsform der Neuerung' besteht das Dreifachrohr aus einem Vierkantrohr mit quadratischem, rechteckigem oder kreisförmigem Innenquerschnitt als Gebrauchswasserkanal sowie zur Bildung der Heizwasserkanäle

kein mit zwei gegenüberliegenden Seiten des Vierkantrohres verbundenen U-Profilen. Danach lässt sich das Dreifachrohr aus handelsüblichen Teilen durch Löten, Hartlöten oder Schweissen herstellen« Anstelle des Vlerkantrohres kann auch ein Rohr mit kreisförmigem Querschnitt Verwendung finden, und anstelle der U-Profile sind auch andere, geeignete Profile denkbar·

Nach einem weiteren Merkmal der Neuerung dient ein zwischen benachbarten Dreifachrohren eingefügtes, mit seinen Windungen an den Breitseiten der Dreifachrohre befestigtes, mäanderförmig gebogenes Band als Heizrippen. Als Heizrippen können auch zwei, an den gegenüberliegenden Breitseiten zweier benachbarter Dreifachrohre mit ihren Basisflüchen befestigte und mit ihren Flächen im Abstand voneinander und parallel zueinander stehende Zickzackbänder dienen. Die Zufuhr gleicher Wärmemengen zum unteren und zum oberen Heizwasserkanal wird dadurch unterstützt, dass die Heizrippen in Höhe des unteren Heizwasserkanales ansetzen und über den oberen Heizwasserkanal hinausragen.

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Ein Ausführungsbeispiel des neuerüngsgemässen Flüssigkeitserhitzers sowie einige vorteilhafte Ausführungsformen des Dreifachrohres und der Heizrippen sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden nSher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 einen Flüssigkeitserhitzer mit darunter

angeordnetem Gasbrenner, in Draufsicht;

Figur 2 denselben Flüssigkeitserhitzer, in Seitenansicht;

Figur 3 ein Dreifachrohr mit Kanälen kreisförmigen Querschnittes, Heizrippe beiderseits abgeschnitten, in einem Querschnitt;

Figur 4 ein aus zwei Schalen bestehendes Dreifachrohr, Heizrippe abgeschnitten, im Querschnitt;

Figur 5 ein aus einem Vierkantrohr und zwei U-Pro-

filen zusammengesetztes Dreifachrohr, die Heizrippe beiderseits abgeschnitten, im Querschnitt;

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Figur 6

ein aus einem Rohr mit kreisförmigem Querschnitt und zwei U-Profilen zusammengesetztes Dreifachrohr mit e.Knem fahnenförmigen Blech als Heizrippe, im Querschnitt;

Figur 7

die Verbindung zweier Dreifachrohre mittels eines mäanderförmigen, als Heizrippen dienenden Bandes, in Draufsicht;

Figur 8

zwei nebeneinander liegende Dreifachrohre mit zwei zickzackförmig gebogenen, ineinandergreifenden, als Heizrippen dienenden Bändern, in Draufsicht.

Der Flüssigkeitserhitzer besteht gemäss Figuren 1 und 2 aus sieben parallel liegenden, horizontal angeordneten Ab- _t .,schnitten eines Dreifachrohres 1. Das Dreifachrohr enthält s·" übereinander einen unteren Heizwasserkanal 2 und einen obe-

rVfen Heizwasserkanal 3, zwischen welchen ein Gebrauchswasserkanal 4 eingebettet ist. Die Gebrauchswasserkanäle der einzelnen Abschnitte des Dreifachrohres 1 sind zur Bildung einer durchlaufenden Rohrschlange an ihren Enden mittels vertikal liegender halbkreisförmiger Rohrkrümmer 5 verbunden. Die beiden Heizwasserkanäle stehen jeweils an ihren Enden durch schrägliegende, kurze Rohrkrümmer 6 und lange Rohrkrümmer 7 über Kreuz miteinander in Verbindung.

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Die Abschnitte des Dreifachrohres 1 sind mittels quer verlaufender _t rechteckiger, als Heizrippen dienender Bleche θ mechanisch und thermisch miteinander verbunden· Die ünterkante 9 der Bleche setzt in Höhe des unteren Heizwasserkanales 2 an, die Obeirkante 10 liegt oberhalb des oberen Heizwasseirkansles 3.

Unter dsm Flüssigkeitserhitzer befindet sich in «iner waagrechte Ebene ein Gasbrenner H₉ dessen Brennerrohre 12 parallel rtu den Abschnitten des Dreifachrohres 1 verlaufen« ■Ein in der Mitte des Flüssigkeitserhitzers liegendes ₉ senkrecht zu den Brennerrohren geführtes Gaszuführungsrohr 13 trägt die Brennerrohre 12.

Einen Querschnitt durch ein Dreifachrohr 1 zeigt Figur 3ο Zwischen dem oberen Heiswasserkanal 2 und dem unseren HeIswasserkanal 3 ist der Gebrauchswasserkanal 4 eingebettet.· Die Querschnitte der drei Kanäle 2,3,4 sind kreisiförmiq und gleichgrosäJ, die Längsachsen der Kanäle liegen in ei.ier gemeinsarnen, vertikalen Ebene.

In Figur 4 ist ein Dreifachrohr dargestellte welches au« zwei miteinander verbundenen, spiegelbildlich gleichen, drei Rinnen 14 mit halbkreisförmigem Querschnitt aufweisenden Schalen 15 zusammengesetzt ist. Die Aussenseiten der Schalen sind d«r Form der Rinnen angepasst.

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Figur 5 zeigt ein Dreifachrohr, bestehend aus einem Vierkantrohr 16 mit quadratischem Querschnitt (in Figur 6 ist
dieses Vierkantrohr durch ein Rohr mit kreisförmigem Querschnitt ersetzt) als Gebrauchswasserkanal 4 sowie zwei
gleich ausgebildeten U-Profilen 17, die mit den Enden ihrer
Schenkel an zwei gegenüberliegenden Seiten des Vierkant- J rohres angebracht sind. Die beiden Heizwasserkanäle 2 und | 3 sind hier durch die beiden U-Schenkel und die Basis der | U-Profile zusammen mit je einer Längsseite des Vierkant- § rohres 16 gebildet. In Figur 6 dient ein fahnenförmig ausge- | bildetes, dem Querschnitt des Dreifachrohres entsprechend |

ausgeschnittenes und am Dreifachrohr angelötetes Blech 8· j als Heizrippe. s

Figur 7 zeigt eine Ausführung der Heizrippen in Gestalt I

eines mäanderförmig gebogenen Bandes 18, welches zwischen J zwei benachbarten Dreifachrohren 1 eingefügt und durch | Löten o. ä. mit den Oberflächen der Dreifachrohre verbunden f ist. Die heissen Verbrennungsgase geben beim Vorbeiströmen ^ ihre Wärme an die quer zu den Dreifachrohren stehenden Stege des Bandes ab und die Stege leiten sie nach beiden Seiten an die Dreifachrohre weiter. Neben der thermischen Koppelung der beiden Dreifachrohre dient das Band 18 zu deren
mechanischen Halterung«

Eine andere Ausfühfungsform der Heizrippen ist in Figur 8

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veranschaulicht. Hier ist an der Oberfläche eines zweier nebeneinanderliegender Dreifachrohre 1 ein Zickzackband 19 mit seinen aasisflachen 20 angelötet bzw. angeschweisst; das andere Dreifachrohr trägt ebenfalls ein - gleich ausgebildetes - Zickzackband 19·, welches so angtordnet ist, dass die freien Flächen beider Bänder im Abstand voneinander parallel stehen. Da sich die beiden Zickzackbänder nicht berühren, kann eine zusätzliche, mechanische Halterung für die Dreifachrohre (nicht gezeichnet) vorgesehen sein.

Während des Betriebes des Flüssigkeitserhitzers fliesst das kalte Gebrauchswasser bei a zu. Es durchfliesst den Gebrauchswasserkanal 4 des ersten (linken) Abschnittes des Dreifachrohres 1 und wird mittels der Rohrkrümmer 5 schlangenförmig durch die danebenliegenden Abschnitte geleitet, und verlässt erwärmt den Flüssigkeitserhitzer bei b. Das abgekühlte Heizungswasser, welches seine Wärme an die an den Flüssigkeitserhitzer angeschlossene Heizungsanlage abgegeben hat, wird bei c zugeführt. Durch beide Heizwasserkanäle 2 und 3 fliesst es im Gegenstrom zum Gebrauchswasser durch das System der Dreifachrohre 1. Dabei bewirken die über Kreuz angeordneten kurzen Rohrkrümmer 6 und die langen Rohrkrümmer 7, dass das durch den oberen, dem Gasbrenner 11 entfernt liegenden Heizwasserkanal 3 des ersten (linken) Abschnittes des Dreirächrohres eintretende Hei=

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zungswasser im zweiten benachbarten Abschnitt durch dessen dem Gasbrenner benachbart liegenden unteren Heizwasserkanal 2 fliesst und in seinem weiteren Verlauf abwechselnd einmal den oberen und einmal den unteren Heizwasserkanal durchsetzt. Demgemäss durchfliesst in entsprechender Weise der dem oberen Heizwasserkanal des ersten Abschnittes zugeführte Teil des Heizungswassers abwechselnd einmal den unteren und dann den oberen Heizwasserkanal. Das Heizungs-. wasser tritt erwärmt bei d aus dem Flüssigkeitserhitzer aus«

Die mit der Neuerung' erzielten. Vorteile bestehen insbesondere iti einer aus serordentlich engen thermischen Koppelung zwischen den Kanälen für das Gebrauchs- und das Heizungswasser innerhalb des Dreifachrohres, welche eine Erhitzung dee Heizungswassers auf sehr hohe Vorlauftemperaturen sowie eine Erwärmung des Gebrauchswassers auf hohe Temperatur gestattet. Die enge thermische Koppelung lässt eine hohe spezifische Belastbarkeit des Flüssigkeitserhitaers zu« Der neuerungsgemässe Flüssigkeitserhitzer weist einen grossen Durchflussquerschnitt für das Heizungswasser und ein geringes Volumen für das Gabrauchswasser auf; er besteht aus wenigen, einfachen Bauelementen, mit deren Hilfe sich Geräte verschiedener, abgestufter Wärmeleistungen nach dem Baukastensystem erstellen lassen. Die hohe Wirtschaftlichkeit des Gerätes wird durch eine günstige Anordnung der Kanäle

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im Dreifachrohr, der Führung des Heizungswassers in Heizkanälen un<l durch die besondere Formgebung des Drei fachrohres sowie der Anordnung der sur Verbesserung des Wärmeübergange» dienenden Heizrippen erzielt·

Claims (13)

• « β « » ι R 1053/66 Gbm 28. Juni 1966 Schutzansprüche

1. Flüssigkeitserhitzer für Heizungszwecke und Gebrauchswasserbereitung mit thermisch miteinander verbundenen, strömungsmässig getrennten Kanälen für das umlaufende Heizungswasser und das durchlaufende Gebrauchswasser und einem Gas- bzw. Ölbrenner, gekennzeichnet durch ein mit Heizrippen versehenes, einen oberen Heizwasserkanal (3), einen unteren Heizwasserkanal (2) und einen zwischen diesen eingebetteten Gebrauchswasserkanel (4) in Strömungsrichtung der heissen Verbrennungsgase übe*einander angeordnet enthaltendes Dreifachrohr (1).

2. Flüssigkeitserhitzer nach Anspruch 1, «gekennzeichnet durch ein in einer horizontalen Ebene oberhalb eines röhrenförmigen Gasbrenners (11) angeordnetes Dreifachrohr (1).

3« Flüssigkeitserhitzer nach den Ansprüchen 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein einstückig gefertigtes, au einer mäanderfÖrmigen Rohrschlange gebogenes Dreifachrohr (1)·

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4. Flüssigkeitserhitzer nach den Ansprüchen 1 öder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dreifachrohr (1) aus gleichlangen geraden und parallel nebeneinander angeordneten Abschnitten zusammengesetzt ist und dass die Enden der Heizwasserkanäle C2,3) und des Gebrauchswasserkanales (4) der einzelnen Abschnitte durch angesetzte Rohrkrümmer miteinander verbunden sind.

5. Flüssigkeitserhitzer nach Anspruch 4_f dadurch gekennzeichnet , dass unterhalb und parallel zu jedem Abschinitt des Dreifachrohres (1) ein diesem zur Beheizung dienendes Brennrohr (12) eines Gasbrenners (11) angeordnet ist.

6· Flüssigkeitserhitzer nach den Ansprüchen 4 oder 5_f dadurch gekennzeichnet, dass die Heizwasserkanäle (2,3) je zweier benachbarter Abschnitte des Dreifachrohres (1) mittels kurzer RohrJcrüiisner (6) und langer Rohrkrümmer (7) Über Kreuz miteinander verbunden sind.

7. Flüssigkeitserhitzer .jßsch einem der Ansprüche 1 bis 6» dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitt* des unteren Heizwasserkana.lea (2), des Gebrauehswasserkanales (4) und des oberen Heizwasserkanalei (3) gleichgross ausgebildet sind.

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8. B'lüssigkeitserhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachsen des jeweils kreisförmigen Querschnitt aufweisenden unteren Heizwasserkänales (2), des Gebrauchswasserkanales (4) und des oberen Heizwasserkänales (3) in einer gemeinsamen, in Strömungsrichtung der Verbrennungsgase stehenden Ebene liegen, und die beiden Breitseiten des Drei· fachrohres (1) parallel zueinander und zu der Ebene stehen.

9. Flüssigkeitserhitzer &&ch einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Dreifachrohr (1) aus zwei miteinander verbundenen, jeweils drei Rinnen (14) aufweisenden Schalen (15) zusammengesetzt ist.

10. Flüssigkeitserhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Dreifachrohr (1) aus einem Vierkantrohr (16) als Gerbrauchswasserkanal (4) sowie zur Bildung der Heizwasserkanäle (2,3) aus zwei gleichen, einander zugekehrten, mit ihren Schenkeln mit zwei gegenüberliegenden Seiten des Vierkantrohres (14) verbundenen U-Profilen (17) besteht.

11. Flüssigkeitserhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch ein zwischen benachbarten Dreifachrohren (1) eingefügtes, mit seinen Win-

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düngen an den Breitseiten der Dreifachrohre befestigtes, mäandlerförmig gebogenes Band (1Θ) als Heizrippen.

12. Flüssigkeitserhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch zwei, an den gegenüberliegenden Breitseiten zweier benachbarter Dreifachrohre (1) mit ihren Basisflächen (20) befestigte, mit ihren Flächen im Abstand voneinander und parallel zueinander stehende Zickzackbänder (19,19·) als Heizrippen.

13. Flüssigkeitserhitzer nach einem der vorhergehenden ^Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizrippen in Höhe des unteren Heizwasser-Jcanales (2) ansetzen und über den oberen Heizwasserkanal (3) hinausragen.