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Durchlauferhitzer, insbesondere Gas -Wasserheizer Die Erfindung bezieht
sich auf einen Durchlauferhitzer, insbesondere auf einen Gas-Wasserheizer; mit einem
Heizkörper, bei dem als oberer Abschluß einer Heizkammer ein von Durchlaufrohren
durchsetzter Lamellenkörper vorgesehen ist. Es sind Durchlauferhitzer bekannt, bei
denen anstatt einer einzigen durchgehenden, Zu- und Abfluß miteinander verbindenden
Rohrschlange eine aus zwei parallel geschalteten und parallel geführten Rohren bestehendes
Durchlaufsystem vorhanden ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Durchlauferhitzern die
Wärmeaustauschverhältnisse zu verbessern und insbesondere eine gleichmäßige-Kühlung
des Lamellenblockes und der Heizschachtwandung bei Vermeidung von Schwitzwasserbildung
zu erreichen. Durch eine gleichmäßigere Kühlung aller am Wärmeaustausch beteiligten
Flächen wird es möglich, die Wärmebelastung des Heizkörpers erheblich zu vergrößern
bzw. bei gleicher Wärmebelastung kleinere, weniger Material erfordernde Heizkörper
zu verwenden.
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Bei dem bekannten Gerät mit zwei parallel geführten Durchlaufrohren
wird ebensowenig wie bei den üblichen Geräten mit nur einem Durchlaufrohr ein gleichmäßiger
Wärmeaustausch im Lamellenblock erreicht. Die parallel geschalteten Rohre des bekannten
Gerätes treten dicht nebeneinander in den Lamellenblock ein und treten nach mehrmaliger
Durchdringung an dicht nebeneinanderliegenden Stellen dicht nebeneinander wieder
aus. Es ist also in den Wärmeaustauschflächen des Lamellenblockes ein starkes Wärmegefälle
von der gemeinsamen
Austrittsstelle nach der gemeinsamen Eintrittsstelle
der Rohre vorhanden, da die Austrittsseite erheblich schwächer gekühlt wird. Es
bleibt also bei dem bekannten Gerät jeweils die eine Lamellenhälfte heißer als die
andere.
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Unter Anwendung eines in parallel geschaltete Rohrgruppen aufgeteilten
Durchlaufrohrsystems besteht die Erfindung darin, daß die Rohrgruppen derart symmetrisch
zu der lotrechten, parallel zu den den Lamellenkörper durchsetzenden Rohren verlaufenden
Mittelebene des Lamellenkörpers angeordnet sind, daß jede Rohrgruppe innerhalb eines
ihr zugeordneten, zusammenhängenden Abschnitts der Ouerschnittsfläche des Lamellenkörpers
liegt. Die parallel geschalteten Rohrgruppen sind also im Gegensatz zu der bekannten
Anordnung derart gleichmäßig über den Lamellenblock verteilt, daß sowohl ein rechtsliegender
als auch ein linksliegender und gegebenenfalls auch ein mittlerer zusammenhängenderFlächenabschnitt
des Lamellenblockquerschnitts jeweils sowohl eine Eintrittsstelle als auch eine
Austrittsstelle ein und derselben Rohrgruppe besitzt. Es hat sich gezeigt, daß durch
die Aufteilung des Durchlaufrohres und die gleichmäßige Verteilung der Rohrgruppen
auf zugeordnete Abschnitte des Lamellenblockquerschnitts eine entscheidende Verbesserung
der Wärmeübertragungsverhältnisse erreicht wird.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung wird die Anordnung so getroffen,
daß die an der Heizkaminerwand entlanggeführten Teile der parallel geschalteten
Rohrgruppen symmetrisch zu der lotrechten, parallel zu den den Lamellenkörper durchsetzenden
Rohren verlaufenden Mittelebene des Lamellenkörpers angeordnet sind. Man kann weiterhin
dafür sorgen, daß in an sich bekannter Weise die zu erwärmende Flüssigkeit durch
die parallel geschalteten Rohrgruppen zuerst durch den Lamellenbloch und nach der
dort erfolgten Erwärmung an der Heizkammer entlanggeleitet wird. Eine solche »warme
Kühlung« verhindert selbst bei hoher Wärmebelastung die schädliche Schwitzwasserbildung.
Die Kühlung der Heizschachtwandung durch Rohre, -die warme Flüssigkeit führen, ist
so gering, daß die Temperatur der Heizschachtwandung nicht unter denTaupunkt der
Heizgase sinken kann.
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Es läßt sich nachweisen, daß man nach der Erf ndung einen Durchlauferhitzer
durchbilden kann, der 1>e1 gleicher Leistung und besserem Wirkungsgrad eine wesentlich
geringere Höhe der Heizkammer und des Lamellenkörpers erfordert, dessen Lamellen
außerdem aus dünnerem Blechmaterial hergestellt werden können und der hinsichtlich
schädlicher -Nachwärme wesentlich günstigere Eigenschaften aufweist als Durchlauferhitzer
üblicher Bauart. Die Ersparnis an Werkstoff, die sich durch die Verkleinerung des
Wärmeaustauschers erzielen läßt, beträgt einen erheblichen Prozentsatz des sonst
üblichen Materialaufwandes.
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Zweckmäßigerweise wird die Anordnung so getroffen, daß der Verteiler-
und der Sammleranschluß der Rohrgruppen auf einander gegenüberliegenden Seiten der
Heizkammer liegen. Man erreicht auf diese Weise, daß die Rohrteile, insbesondere
die gemeinsame Zu- und Ableitung, die Flüssigkeit von stark unterschiedlicher Temperatur
führen, so weit wie möglich voneinander entfernt sind. Es ist einleuchtend, daß
durch diese Maßnahme die Bildung von Schwitzwasser vermindert wird.
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Unterteilt man den Flüssigkeitsstrom beim Durchlaufen im Sinne der
Erfindung in mehrere Teilströme, so ist es meist erforderlich, die Teilströme, die
die einzelnen Rohrgruppen durchfließen, mengenmäßig abzugleichen, um einen gleichmäßigen
Wärmeaustausch zu erzielen. Es ist deshalb zweckmäßig, austauschbare Staumittel
(Venturidüsen, Stauränder od. dgl.) für die einzelnen Rohrgruppen vorzusehen, durch
die eine Mengeneinstellung erfolgen kann.
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Die Erfindung ist an einem Ausführungsbeispiel im folgenden näher
erläutert.
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Die Fig. i bis 3 stellen Aufrisse eines Wärmeaustauschers von einem
Durchlauferhitzer dar, und zwar die Fig. 2 eine Ansicht von der Einlaufseite, die
Fig. 3 eine solche von der Auslaufseite her. An das Kaltwasserzuleitungsrohr i sind
über eine Verteilerdose 2 drei Rohrgruppen 3, 4, 5 angeschlossen. Die Rohre der
Gruppen 3, 4, 5 sind im Querschnitt wesentlich kleiner als das Zuleitungsrohr i
und haben außerdem eine entsprechend dünnere Wandung. Die dünnen Rohre der Gruppen
3 und 5 sind außerdem noch außen an zwei einander gegenüberliegenden Seiten der
Heizkammerwandung entlang geführt. Alle drei Rohrgruppen münden an der Auslaufseite
in einen Sammelanschluß 7, an den das dickere Auslaufrohr 8 angeschlossen ist. Die
Fig. 4 zeigt eine Lamelle 9 von einem Durchlauferhitzer üblicher Bauart, bei dem
der Lamellenkörper mehrfach von einem durchgehenden Rohrstrang 12, von großem Querschnitt
durchsetzt ist. Zum Vergleich ist in Fig. 5 eine Lamelle io dargestellt, die zu
einem nach der Erfindung ausgebildeten Durchlauferhitzer gleicher Leistung gehört.
Sie wird von den dünnen Rohren i i der parallel geschalteten Rohrgruppen 3, 4, 5
mehrfach durchsetzt. Der Wasserquerschnitt ist bei der erfindungsgemäßen Ausführung
stärker unterteilt, so daß wesentlich günstigere Wärmeaustauschverhältnisse vorhanden
sind. Die Lamelle io hat bei gleicher Breite b eine geringere Höhe ai als die Lamelle
9. Die Höhe der Heizkammer und des Lamellenkörpers 6 ist erheblich niedriger als
bei den Wärmeaustauschern der üblichen Durchlauferhitzer. Die Heizgase, die die
Heizkammer und den Lamellenkörper 6 von unten nach oben durchströmen, finden an
den dünneren Rohren i i und Lamellen io einen geringeren Widerstand als an dem starken
Rohr 12" dessen Lamellen 9 aus stärkerem Blech hergestellt sein müssen, um genügende
Wärmekapazität zu erhalten.
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Zum Abgleichen der die Rohrgruppen 3, 4, 5 durchströmenden Flüssigkeitsmengen
kann, wie in Fig. 6 dargestellt, eine auswechselbare Venturidüse
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oder ein anderes Staumittel in den Anschluß der Rohrgruppen 3, 4, 5 eingesetzt werden.
Auf diese Weise läßt sich z. B. bei unterschiedlicher Länge oder Lage der Rohrgruppen
die durchtretende Flüssigkeitsmenge so einstellen, daß in jeder Rohrgruppe die gleiche
Wärmemenge aufgenommen wird.