DE8815137U1

DE8815137U1 - Wärmetauscher für einen Kondensations-Wasserheizer

Info

Publication number: DE8815137U1
Application number: DE8815137U
Authority: DE
Original assignee: Joh Vaillant GmbH and Co
Current assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 1987-12-11
Filing date: 1988-12-06
Publication date: 1989-02-16
Also published as: ATA325487A; AT397428B; DE3840982A1

Description

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gm"*743 0 5. Dez. 1988

Wärmetauscher für einen Kondensations-Wasserheizer

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher für einen Kondensations-Wasserheizer mit einem in der Abgasführung eines Sturzbrenners Innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses angeordneten Rohrbündel und einer dem Ausgang dieses an die Brennkammer anschließenden, von den Abgasen durchströmten Rohrbündels mit Abstand zugeordneten Verteiierplatte, die die Begrenzung eines Kondensatsammlers bildet, an den eine Abgasleitung und ein Kondensatablauf anschließen.

Ein solcher Kondensations-Wärmetauscher 1st bekannt aus der DE-OS 3 238 603.

Bei dieser Ausführung geht die Abgasleitung radial unten vom Gehäuse aus dem Kondensatsammeiraum ab. Da aus fertigungstechnischen Gründen die Durchmesser und damit die Widerstände der einzelnen Heizgasrohre gleich sind, die Ströüiungswegs aber unterschiedlich sind, wird der Abgaswärmetauscher thermisch ungleichmäßig belastet, da die

dem Anfang der Abgasleitung nächstgelegenen Wärmetauscherrohre am stärksten belastet werden. Infolge der mangelhaft gleichmäßiger. Beaufschlagung des Wärmetauschers steigt auch die Abgastemperatur an, damit sinkt auch der feuerungstechnische Wirkungsgrad des Wärmetauschers.

Der vorliegenden Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, den Wärmetauscher gemäß der eingangs näher bezeichneten Art mit seiner Verteilerplatte so weiterzubilden, daß eine gleichmäßige thermische Beaufschlagung des Wärme-

si tauschers erzielt wird.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß die Verteilerplatte von Ausnehmungen für den Durchtritt des Abgases durchsetzt 1st, die Abgasleitung aufwärts führt und unterhalb der Verteilerplatte angeschlossen 1st, und der Kondensatablauf abwärts führt und gleichermaßen unterhalb der Verteilerplatte angeschlossen 1st, wodurch die Verteilerplatte die obere Begrenzung des

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j Durch diese Ausbildung der Verteilerplatte und Anordnung

Im Kondensatsammeiraum bezüglich der Anfänge des Kondensatablaufs und der Abgasabfuhrleitung ist eine Korrektur der Widerstände für die einzelnen Rohrbündelbereiche des Wärmetauschers möglich, so daß die thermische Belastung über den gesamten Querschnitt des Wärmetauschers im Rohr-

bündel gleich wird. Die hieraus resultierende Folge ist ein höherer thermiscner Wirkungsgrad des Wärmetauschers.

Die Verteilerplatte sorgt weiterhin für eine gute Durchmischung der Randströme und Kernströme des Abgases, wodurch die mittlere in der Abgasleitung meßbare Temperatur deutlich geringer werden kann.

Diese erfindungsgemäß angestrebte Wirkung der Verteilerplatte wird zusätzlich begünstigt, wenn nach einem weiteren Erfindungsmerkmal die Ausnehmungen in dem dem Kondensatablauf näheren und der Abgasleitung ferneren Bereich dichter und/oder größer ausgebildet sind als in dem diametral gegenüberliegenden, der Abgasleitung (9) näheren Bereich.

Eine vorteilhafte Richtung der Ströme des Abgases ergibt sich ferner auch dadurch, daß sich die Ausnehmungen nur über einen ringförmigen, peripheren Bereich der Verteilerplatte erstrecken.

Für die erfindungsgemäß angestrebte Erhöhung des Strömungswiderstandes 1st es ferner wichtig, daß der Gesamtquerschnitt der Ausnehmungen der Verteilerplatte kleiner 1st als der lichte Querschnitt der Rohre des Rohrbündels Insgesamt. Der durch die Verteilerplatte erzeugte Strömungswiderstand sollte zwischen 40 und 70 % des Gesamt-

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Widerstandes betragen

Für die Gestaltung der Ausnehmungen stehen verschiedenerlei Möglichkeiten offen. Sie können beispielsweise von kreisrunden Bohrungen gebildet sein, deren Dichte und/oder Durchmesser in dem dem Kondensatablauf näheren Bereich größer ist als in dem der Abgasleitung näheren Bereich; diese Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß die Verteilerplatte vergleichsweise leicht herstellbar ist.

Für die Strömungsverhältnisse mag sich eine Ausführungsform noch besser auswirken, derzufolge die Ausnehmungen von kreisbogenförmigen Schlitzen gebildet sind, deren Länge und/oder Breite in dem dem Kondensatablauf näheren Bereich größer ist als in dem der Abgasleitung näheren Bereich.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die Ausnehmungen von sichelförmigen Schlitzen gebildet, deren Breite gegen den dem Kondensatablauf näheren Bereich stetig zunimmt und deren Spitze dem Bereich der Abgasleitung zugekehrt 1st.

Zwecks Erleichterung der Wartung, Insbesondere Reinigung des Gerätes kann eine solche Vertbiierplatte mittels einer Verriegelung lösbar In einer Halterung des Gehäuses

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verankert sein. Beispielsweise 1st eine solche Verriegelung als Drehverriegelung ausführbar und besteht aus einem an der Halterung angeordneten Fortsatz und einer an der Peripherie der Verteilerplatte zugeordneten profilierten Ausnehmung, zum Beispiel einer Hinterschneidung.

Die Verteilerplatte kann schließlich zur Verbesserung der Strömungsverhältnisse und des Kondensatablaufes profiliert sein. Wenn sie beispielsweise gegen das Innere des Gehäuses gewölbt ausgebildet wird, treten die Abgase und das Kondensat durch die peripher angeordneten Ausnehmungen In den Kondensatsammler ein. Man kann aber die Vertailerpiatte fakultativ such nach außen und unten wölben, um das Kondensat in ihrem Zentrum zu sammeln und durch eine Abflußöffnung gesondert von den Abgasen In den K on den s at sammle»· abfließen zu lassen.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert, 1n denen

Figur 1 einen Wasserheizer in schematischem Aufriß darstellt,

Figur 2 bis 4 sind Draufsichten auf verschiedene Ausführungsformen von Verteilerplatten 1m Schnitt H-II,

Figur 5 zeigt eine AusfUhrungsform einer Verriegelung einer solchen Verteilerplatte in Ihrer Halterung,

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Figur 6 und 7 betreffen Ausführungsformen solcher Verteilerplatten in Axialschnitten.

Im einzelenen zeigt Figur 1 den in einem Gehäuse 1 untergebrachten Wasserheizer, der aus einem in eine Brennkammer 2 gerichteten Sturzbrenner 3 und einem aus einem Rohrbündel 4 gebildeten Wärmetauscher besteht, dessen gebündelte Rohre oben an die untere Wandung der Brennkammer 2 anschließen und die Abgase (von einem nicht dargestellten Gebläse unterstützt) der in einem Abstand von

^B dem im Boden des Wärmetauschers mündenden Auslaß das

* Rohrbündels 4 angeordneten Verteilerplatte 5 zuführen.

Diese Verteilerplatte 5 ist lösbar in einer Halterung des Gehäuses 1 befestigt und weist Ausnehmungen 6 auf, die sich über einen ringförmig«n peripheren Bereich erstrekken, wobei der zentrale Bereich im wesentlichen ausnehmungsfrei bleibt, so daß die aus den Rohren des Rohrbündels 4 austretenden Teilströme radial umgelenkt werden.

Durch diese Ausnehmungen 6 gelangen die Abgase und mit ihnen auch anfallendes Kondensat In den unterhalb der Verteilerplatte 5 befindlichen Kondensatsammler 7, an abwärts unten nur der Kovidensatabiauf 8 und - im diametral gegenüberliegenden Bereich - aufwärts die Abgasleitung 9 anschließen.

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Die Ausnehmungen der Verteilerplatte 5 können - wie figur 2 zeigt - aus kreisrunden Bohrungen gebildet sein, deren Dichte und/oder Durchmesser in dem dem Kondensatablauf 8 näheren Bereich größer ist als in dem der Abgasleitung 9 näheren Bereich» Die Ausnehmungen 6 können ferner gemäß Figur 3 von kreisbogenförmigen Schlitzen gebildet sein, gegebenenfalls von sichelförmigen Schlitzen, deren Breite gegen den dem Kondensatablauf 8 näheren Bereich stetig zunimmt und deren Spitze dem Bereich der Abgasleitung 9 zugekehrt ist.

Die Verteilerplatte 5 ist in ihrer Halterung verriegelbar, und zwar mittels einer Verriegelung 10, die als Drehverriegelung aus einem an der Halterung angeordneten Fortsatz 11 und aus einer in Figur 5 ersichtlichen, zugeordneten Hinterschneidung 12 besteht.

Hie Figur 6 veranschaulicht, kann die Verteilerplatte 5 gegen das Innere des Gehäuses 1, also aufwärts, gewölbt profiliert sein, wobei dann Abgase und Kondensat peripher in den Kondensatsammler 7 austreten.

Die Verteilerplatte 5 kann aber gemäß Figur 7 auch nach außen, also abwärts, gewölbt profiliert werden und in ihrem Zentrum eine Abflußöffnung 13 für Kondensat aufweisen.

Claims

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Ansprüche

Wärmetauscher für einen Kondensations-Wasserhei zer mit einen In der Abgasführung eines Sturzbrenners Innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses angeordneten Rohrbündel und einer den Ausgang dieses an die Brennkammer anschließenden, von den Abgasen durchströmten Rohrbündels mit Abstand zugeordneten Verteilerplatte, die die Begrenzung eines Kondensatsammlers bildet, an den eine Abgasleitung und ein Kondensatablauf anschließen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerplatte (5) von Ausnehmungen (6) für den Durchtritt des Abgases durchsetzt ist, die Abgasleitung (9) aufwärts weist und der Kondensatablauf abwärts führt und beide unterhalb der Verteilerplatte (5) angeschlossen sind, so daß die Verteilerplatte die oberseitige Begrenzung des Kondensatsammlers bildet.

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2. Wärmetauschernach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (6) der Verteilerplatte (5) in dem dem Kondensatablauf (8) näheren und der Abgasleitung (9) ferneren Bereich dichter und/oder größer ausgebildet sind als in dem diametral gegenüberliegenden, tier Abgasleitung (9) näheren Bereich (Figuren 2 bis 4).

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ausnehmungen (6) nur über einen ringförmigen, peripheren Bereich der Verteilerplatte (5) erstrecken (Figuren 2 bis 4).

4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtquerschnitt der Ausnehmungen (6) kleiner ist als der lichte Gesamtquerschnitt der Rohre des Rohrbündels (4).

5. Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Verteilerplatte (5) erzeugte Strömungswiderstand zwirnen 40 und 70 % des Gesamtwiderstandes beträgt.

6. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 2 bis 5,

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dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (6) von kreisrunden Bohrungen gebildet sind, deren Dicht und/oder Durchmesser In den» dem Kondensatabläuf (8) näheren Bereich großer 1st als In dem der Abgasleitung (9) näheren Bereich (Figur 2).

7· Wärmetauscher nach einem dir Ansprüche 2 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (6) von kre1sbogenfb'rm1gen Schlitzen gebildet sind, deren Länge und/oder Breite In dem dem Kondensatablauf (8) näheren Bereich größer 1st als In ff dem der Abgasleitung (9) näheren Bereich (Figur 3).

8· Wärmetauscher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (6) von sichelförmigen Schlitzen gebildet sind, deren Breite gegen den dem Kondensatablauf (8) näheren Bereich stetig zunimnt und deren Soitze dem Bereich der Abgasleitung (9) zugekehrt 1st (Figur 4).

9· Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerplatte (5) mittels einer Verriegelung (10) "lösbar in einer Halterung des Gehäuses (1) verankert ist (Figur 5).

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10* Wärmetauscher nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelung (10) als Drehver riegelung aus einein an der Halterung angeordneten Fortsatz (11) und einer an der Peripherie der Verteilerplatte (5) zugeordneten profilierten Ausnehmung, zum Beispiel einer Hinterschneidung (12) besteht (Figur S).

wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerplatte (5) gegen das Innere des Gehäuses (1) aufwärts gewölbt profiliert 1st (Figur 6).

12. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 10 mit einer nach außen abwärts gewölbten Verteilerplatte, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerplatte (5) in ihrem Zentrum eine Abflußöffnung (13) für das Kondensat aufweist (Figur 7).