EP1496319A1 - Wärmetauscher mit Keramikboden - Google Patents

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EP1496319A1
EP1496319A1 EP03023499A EP03023499A EP1496319A1 EP 1496319 A1 EP1496319 A1 EP 1496319A1 EP 03023499 A EP03023499 A EP 03023499A EP 03023499 A EP03023499 A EP 03023499A EP 1496319 A1 EP1496319 A1 EP 1496319A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat exchanger
heat storage
exchanger according
storage element
heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03023499A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerhard Matt
Theo Pierer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alto Deutschland GmbH
Original Assignee
Alto Deutschland GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alto Deutschland GmbH filed Critical Alto Deutschland GmbH
Publication of EP1496319A1 publication Critical patent/EP1496319A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/0005—Details for water heaters
    • F24H9/0036—Dispositions against condensation of combustion products
    • 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
    • F24H1/10—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
    • F24H1/12—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium
    • F24H1/14—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium by tubes, e.g. bent in serpentine form
    • F24H1/16—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium by tubes, e.g. bent in serpentine form helically or spirally coiled
    • F24H1/165—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium by tubes, e.g. bent in serpentine form helically or spirally coiled using fluid fuel

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger with ceramic floor according to the preamble of the main claim 1.
  • the invention is therefore based on the object, a known per se Insulation floor, in particular a ceramic floor for a heat exchanger so educate that settling a swamp and the formation of harmful Germs is avoided.
  • the invention is characterized in that the insulation floor at least one insulation element with reduced specific Thermal conductivity and at least one heat storage element with increased includes specific heat storage capacity, wherein the at least one Heat storage element is located closer to the heat exchanger, as the at least one isolation element.
  • At least in Bottom area of the ceramic floor is arranged a heat-storing disc, which is at least partially wetted by the settling liquid.
  • the heat-storing disc preferably from a firebrick.
  • the invention is not limited. It can also consist of other materials, such. B. the known lava stones or other high heat storage capacity Material, in particular a metal material.
  • the invention is not limited to the heat-storing Material is arranged only in the bottom region of the ceramic disc. It can be in one other design also be provided that the entire floor area a heat-storing material is formed or that instead of the Ceramic disk as such, which the collecting container for the condensed water forms, from home already a heat-storing material is used.
  • the flame of the flame generator of the heat exchanger acts down, and Although centered on the bottom area, with the ceramic disc below the bottom horizontal connection pipe is arranged, or below the bottom plate.
  • the Ceramic disc is thus just below the bottom horizontal Connecting tube disposed, or below the bottom plate, and the flame is now focused exactly on the center of this ceramic pot and thus exactly centric on the heat-storing disc, which is arranged in the middle. Therefore warmed up
  • This heat-storing disc as a firebrick to red hot and holds its stored heat for a long time upright, even if the surrounding Ceramic material has long since cooled down.
  • a further preferred embodiment of the invention provides that no heat-storing disc is arranged approximately in the middle region of the ceramic pot, but that the ceramic pot has different dense areas, wherein preferably, a dense heat-storing area in the central area of the Ceramic pot is arranged and this is a material compression is.
  • Form of a heat-storing disc can be used, but also the Ceramic pot as such can be formed heat-storing by being Material as such in the center area with higher heat storage property is formed, as comparatively in the edge region.
  • the heat storage directly in the material itself is the fact that there is a smooth transition from the heat-storing denser interior to the exterior less heat-storing area results, allowing a more continuous heating of the entire ceramic disk is given.
  • this part is also off manufacturing reasons easier to produce, as a two-piece part with a middle inner heat-storing disc.
  • FIG. 1 schematically shows a stationary heat exchanger.
  • the heat exchanger of Figure 1 consists essentially of a radially inner Heating coil 2, which defines an approximately cylindrical interior 13. This inner Heating coil 2 is placed and supported on a bottom plate 1, which here also serves as a baffle element for deflecting the hot gases.
  • an outer Heating coil 3 is arranged.
  • the outer heating coils 3 are still arranged vertically one above the other, and they form no intermediate gap. she form in this area a continuous wall around the still possibly existing heating flame in this area to maintain. Only at a distance of the bottom plate 1 captures the baffle-like arrangement of the heating coils outer heating coil 3 on.
  • the two heating coils 2, 3 are with each other via the connecting pipes 7, 8 and in each case by connections 5, 6 with Hot and cold water connected.
  • the cold water flows over the Cold water connection 5 in the heat exchanger, flows through the radially inner Bankwicklung 2 up to the bottom plate 1 and occurs in this area already preheated in the radially outer heating coil 3, then flows through the Heating coil 3 under further heating, and enters via the hot water connection 6 again from the heat exchanger.
  • one reverse flow direction possible in which the cold water over the Connection 6 is switched on and the hot water flows out via connection 5.
  • the flow direction of the water is chosen, in the first case the DC heat exchange predominates, in the second case the countercurrent heat exchange.
  • the heating gas flows in the direction of arrow 10 in the flow channel 11, which is bounded by the inner heating coils 2 and the outer Schuwicklept 3. It comes here to a first, smaller heating of the in Arrow direction 10 flows and a larger and more intense heating current, which, the formed between the heating coils of the outer heating coil 3 Flow channels 23 baffled interspersed and approximately in the direction of arrow 20 flows through. This leads to a longer residence time of the hot gases the respective outer periphery of the heating coils of the outer heating coil 3 and thus to an improved heat transfer. The efficiency of the Heat exchanger is thus significantly increased.
  • the web plates 4 have a straight end edge 18 which faces radially inwardly, at the associated, radially outwardly facing surfaces of the inner heating coil 2 is present. In this area welded joints 21 are made. Of the rectilinear front edge 18 in the web plate 4 are correspondingly opposite lying recesses 15, 16, 17 assigned to which the radially outer Bankwicklung 3 also with the web plate 4 by means of welds 22nd are connected.
  • Insulation plate 24 arranged for thermal insulation after down to collect the condensate from the heating coils dripped down, but also for evaporation or evaporation of this condensate.
  • the insulation plate 24 is here as a heat-insulating cup-shaped ceramic plate executed, in the center of a heat-storing heat storage disc 25th is introduced.
  • the pot-shaped insulation plate 24 has an edge 26 which extends axially from a vertical bottom portion 27 rises, creating a receiving space 28 for Condensation is defined.
  • the insulation plate 24 is shown in more detail in Figures 2 and 3, wherein all components and components of the insulation plate 24 are rotationally symmetrical. This but is not to be construed restrictive, so that the shape of the insulation plate 24th and their components and components can be formed almost arbitrarily.
  • the cylindrical shape but has cost advantages in manufacturing and assembly, so that this is preferred.
  • the vertical edge 26 here has about the same absolute height as the bottom 27 and is connected to this via a ring-circumferential slope 32 in a Rounding rounding passes 29, so that the dripping from above Condensation can run better into the center of the receiving space 28 and In addition, the evaporation / evaporation is improved. In addition, it will Corners between bottom 27 and edge 26 are avoided, in which germs adhere could.
  • the heat-storing heat storage disk 25 is integrated centrally in the bottom 27, here glued all-round, whereby also pressings are possible or all kinds friction or positive connection method. Also, the Heat storage disk 25 even with play in the receiving opening of the soil be inserted so that then depending on the application, different Heat storage discs 25 with different heat storage capacity can be introduced and these are also exchanged if necessary can.
  • the height of the heat storage disk 25 corresponds to about half the height of the Bodens 27, the diameter of the heat storage disc 25 corresponds approximately to one Third of the diameter of the bottom 27 of the insulating plate 24th
  • the outer diameter is a diameter-reducing circumferential radial groove 30 introduced, the one heat-resistant sealing ring 31 receives, for tight connection with the Heat exchanger in place of or below the bottom plate 1 of the heat exchanger.
  • the insulation plate 24 is preferably provided as Isokeram 1250C.
  • the Heat storage disk 25 is preferably provided as firebrick, class A35pSt3, and is re-pressed.
  • the sealing ring is preferred as Isokeram cord provided and in particular six times on the outer circumference of the insulation plate 24th stapled.
  • FIG 4 shows yet another embodiment of the invention, in which a Isolation plate 33, the properties of the two components 24 (insulation plate) and 25th (Heat storage disc) united within a single element, namely the Heat insulation and heat storage.
  • This is due to different density Achieved areas 34, 35, wherein the central center region 35 of higher density for the Heat storage and evaporation / evaporation of condensed water responsible is the annular region 34 arranged annularly around this center region 35 lower density is responsible for the thermal insulation.
  • the two areas 34, 35 are preferably made of the same material, in particular ceramic consists.
  • the denser region 35 is not up to the bottom surface 36 of the Insulation plate 33 is sufficient, but that here the material 34 with lower density is present.
  • the higher density material 35 is thus provided approximately in the area as well as the heat storage disk 25 in the first embodiment.
  • the insulating plate 33 in turn has the same or similar shape, as the insulating plate 24 of the first embodiment, namely a Receiving space 28, rounding 29 with bevel 32, groove 30 for receiving the Ring cord 31, but the recess is missing to accommodate the heat storage disc 25th
  • the invention thus relates to a heat exchanger with bottom, the partly increased heat-insulating and partly increased heat-storing, and the in particular from an annular, increased insulating ceramic pot with a centrally contained therein increases heat-storing firebrick. This will ensure that by evaporating the bottom of the soil Trapped condensate of the heat exchanger whose heating coils always remain dry and corrosion of the heating coils is avoided, as well as the Soil is freed from condensate, allowing germination but also overflowing is avoided and thus a related maintenance is not necessary.

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Abstract

Zusammenfassend betrifft die Erfindung also einen Wärmetauscher mit Isolationsboden, der teils erhöht wärmeisolierend und teils erhöht wärmespeichernd ist, und der insbesondere aus einem ringförmigen Keramiktopf mit einem zentral darin aufgenommenen Schamottestein besteht. Hierdurch wird gewährleistet, dass durch VerdampfenNerdunsten des am Boden aufgefangenen Kondenswassers des Wärmetauschers dessen Heizschlangen immer trocken bleiben und eine Korrosion der Heizschlangen vermieden wird, als auch der Boden von Kondensat befreit wird, so dass eine Verkeimung, aber auch ein Überlaufen vermieden wird und damit eine diesbezügliche Wartung nicht nötig ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher mit Keramikboden nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs 1.
Es gibt bereits schon derartige stehende Wärmetauscher, die beispielsweise mit der DE 101 21 805 A1 offenbart wurden, und es ist auch bekannt, stehende Wärmetauscher auf einen Keramikboden aufzusetzen. Bei Anfall von Kondenswasser ist es auch bekannt, das Kondenswasser in einen topfförmigen Keramikboden abzuleiten.
Die Verwendung eines Keramikbodens wird nach dem Stand der Technik deshalb bevorzugt, um zu verhindern, dass das Kondenswasser Korrosionserscheinungen ausübt. Nun hat es sich gezeigt, dass in dem topfförmigen Keramikboden das Kondenswasser stehen bleibt und unerwünschte Wirkungen entfaltet. Zum Einen bildet sich dort ein Sumpf mit entsprechender Geruchsbelästigung, und zum Anderen können sich auch gefährliche Keime bilden.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen an sich bekannten Isolationsboden, insbesondere einen Keramikboden für einen Wärmetauscher so weiterzubilden, dass das Absetzen eines Sumpfes und die Bildung schädlicher Keime vermieden wird.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationsboden mindestens ein Isolations-Element mit verminderter spezifischer Wärmeleitfähigkeit und mindestens ein Wärmespeicher-Element mit erhöhter spezifischer Wärmespeicherkapazität beinhaltet, wobei das mindestens eine Wärmespeicher-Element näher am Wärmetauscher angeordnet ist, als das mindestens eine Isolations-Element.
Vorteilhafte Fortbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
In einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass mindestens im Bodenbereich des Keramikbodens eine wärmespeichernde Scheibe angeordnet ist, die mindestens teilweise von der sich absetzenden Flüssigkeit benetzt ist.
Mit der gegebenen technischen Lehre ergibt sich der wesentliche Vorteil, dass durch Anordnung einer wärmespeichernden Scheibe zwar Kondenswasser nach wie vor in den topfförmigen Keramikboden einfließt, dass aber wegen der Wärmespeicherfähigkeit dieser Scheibe (die z. B. aus einem Schamottestein besteht) nun die Möglichkeit besteht, dass der Schamottestein durch den vorher erhitzten Wärmetauscher sich so stark erhitzt hat, dass er dann das dort in den Bodenbereich hineinlaufende Kondenswasser erwärmt und verdunstet.
Es handelt sich also um einen Wärmespeicherstein, der im Bodenbereich der Keramikscheibe angeordnet ist und der dafür sorgt, dass eventuell in den Bodenbereich einfließendes Kondenswasser sofort wieder verdunstet. Es wird also die Ausbildung eines unerwünschten Sumpfes in diesem Bereich vermieden, damit auch eine entsprechende Geruchsbelästigung und die Entfaltung entsprechender krankheitserzeugender Keime.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht die wärmespeichernde Scheibe bevorzugt aus einem Schamottestein. Hierauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt. Sie kann auch aus anderen beliebigen Stoffen bestehen, wie z. B. den an sich bekannten Lavasteinen oder einem anderen hochwärmespeicherfähigen Material, insbesondere auch ein Metallmaterial.
Im Übrigen ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, dass das wärmespeichernde Material nur im Bodenbereich der Keramikscheibe angeordnet ist. Es kann in einer anderen Ausführung auch vorgesehen sein, dass der gesamte Bodenbereich aus einem wärmespeichernden Material ausgebildet ist oder dass anstatt der Keramikscheibe als solche, welche den Auffangbehälter für das Kondenswasser bildet, von Haus aus schon ein wärmespeicherndes Material verwendet wird.
Die Flamme des Flammengenerators des Wärmetauschers wirkt nach unten, und zwar mittig auf den Bodenbereich, wobei die Keramikscheibe unterhalb des untersten horizontalen Verbindungsrohres angeordnet ist, bzw. unterhalb der Bodenplatte. Die Keramikscheibe ist also genau unterhalb des untersten horizontalen Verbindungsrohres angeordnet, bzw. unterhalb der Bodenplatte, und die Flamme ist nun genau auf die Mitte dieses Keramiktopfes gerichtet und somit genau zentrisch auf die wärmespeichernde Scheibe, die in der Mitte angeordnet ist. Daher erwärmt sich diese wärmespeichernde Scheibe als Schamottestein bis zur Rotglut und hält seine gespeicherte Wärme über eine lange Zeit aufrecht, auch wenn das umliegende Keramikmaterial schon längst abgekühlt ist.
Dies führt dazu, da aufgrund der hohen Wärmespeicherfähigkeit des Wärmespeichersteins die möglicherweise in den Bodenbereich gelangende Kondensflüssigkeit schnell verdunstet wird, so dass dort eine Ablagerung von Kondensflüssigkeit mit Sicherheit vermieden wird.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass keine wärmespeichernde Scheibe etwa im Mittenbereich des Keramiktopfes angeordnet ist, sondern dass der Keramiktopf unterschiedlich dichte Bereiche aufweist, wobei bevorzugt ein dichter wärmespeichernder Bereich in dem Mittenbereich des Keramiktopfes angeordnet ist und es sich hierbei um eine Materialverdichtung handelt.
Es muss also bei dieser weiteren Ausführungsform kein andersartiger Werkstoff in Form einer wärmespeichernden Scheibe eingesetzt werden, sondern auch der Keramiktopf als solcher kann wärmespeichernd ausgebildet werden, indem sein Material als solches im Mittenbereich mit höherer Wärmespeicherungseigenschaft ausgebildet ist, als vergleichsweise im Randbereich.
Vorteil der Maßnahme, dass die Wärmespeicherung direkt im Material selbst integriert ist, ist die Tatsache, dass sich ein fließender Übergang von dem wärmespeichernden dichteren Innenbereich zu dem äußeren weniger wärmespeichernden Bereich ergibt, so dass eine kontinuierlichere Aufheizung der gesamten Keramikscheibe gegeben ist. Dieses Teil ist im Übrigen auch aus fertigungstechnischen Gründen einfacher herzustellen, als ein zweistückiges Teil mit einer mittleren inneren wärmespeichernden Scheibe.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von mehrere Ausführungswege darstellende Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungen der Erfindung hervor.
Es zeigen:
Figur 1:
Schnitt durch einen Wärmetauscher ohne Einbauten;
Figur 2:
Schnitt durch den Keramiktopf mit eingelegtem Schamottstein nach Figur 1;
Figur 3:
Perspektivische Darstellung des Schamottsteins nach Figuren 1 und 2;
Figur 4:
Schnitt durch den Keramiktopf mit verdichtetem Mittenbereich gemäß einer anderen Ausführungsform.
In Figur 1 wird schematisiert ein stehender Wärmetauscher dargestellt. Auf die weiteren Erläuterungen, die Funktion und die sonstigen Einbauten wird nochmals auf den Offenbarungsgehalt der DE 101 21 805 A1 verwiesen, der voll inhaltlich von der Offenbarung der vorliegenden Anmeldung umfasst sein soll.
Der Wärmetauscher nach Figur 1 besteht im Wesentlichen aus einer radial inneren Heizwicklung 2, die einen etwa zylindrischen Innenraum 13 definiert. Diese innere Heizwicklung 2 ist auf eine Bodenplatte 1 aufgesetzt und abgestützt, welche hier auch als Prallelement zur Umlenkung der Heizgase dient.
Im Abstand von der inneren Heizwicklung 2 ist radial auswärts eine äußere Heizwicklung 3 angeordnet.
Über eine nicht näher dargestellte Flamme, die etwa in Pfeilrichtung 14 in Figur 1 in den Innenraum des Wärmetauschers wirkt, strömen die Heizgase nun in den Pfeilrichtungen 19 um den unteren Teil der inneren Heizwicklung 2 herum, werden umgelenkt und strömen dann in Pfeilrichtung 9 nach oben und zwar durch den Zwischenraum 11 zwischen der inneren Heizwicklung 2 und der äußeren Heizwicklung 3. Die Umlenkung erfolgt hierbei im Bereich der Bodenplatte 1.
Im Bereich der Flammumlenkungsstrecke sind die äußeren Heizwicklungen 3 noch vertikal übereinanderliegend angeordnet, und sie bilden keinen Zwischenspalt. Sie bilden also in diesem Bereich eine durchgehende Wand um die noch eventuell bestehende Heizflamme in diesem Bereich aufrecht zu erhalten. Erst im Abstand von der Bodenplatte 1 fängt die schikanenartige Anordnung der Heizschlangen der äußeren Heizwicklung 3 an.
Zwischen der inneren und der äußeren Heizwicklung 2, 3 gleichmäßig am Umfang verteilt Stegbleche 4 angeordnet.
Die Verbindung zwischen der inneren Heizwicklung 2 und der äußeren Heizwicklung 3 erfolgt über Verbindungsrohre 7, 8. Die beiden Heizwicklungen 2, 3 sind miteinander über die Verbindungsrohre 7, 8 und jeweils durch Anschlüsse 5, 6 mit Warm- und Kaltwasser verbunden. Das Kaltwasser strömt also über den Kaltwasseranschluss 5 in den Wärmetauscher ein, durchfließt die radial innere Heizwicklung 2 bis hin zur Bodenplatte 1 und tritt in diesem Bereich bereits vorgewärmt in die radial äußere Heizwicklung 3 ein, durchfließt dann die Heizwicklung 3 unter weiterer Erwärmung, und tritt über den Warmwasseranschluss 6 wieder aus dem Wärmetauscher aus. Alternativ hierzu ist natürlich eine umgekehrte Strömungsrichtung möglich, bei welcher das Kaltwasser über den Anschluss 6 ein- und das Warmwasser über den Anschluss 5 ausströmt. Je nach dem, ob überwiegend Gleichstrom-Wärmetausch oder Gegenstrom-Wärmetausch vorliegen soll, wird die Strömungsrichtung des Wassers gewählt, wobei im ersten Fall der Gleichstrom-Wärmetausch überwiegt, im zweiten Fall der Gegenstrom-Wärmetausch.
Wie bereits erwähnt, strömt das Heizgas in Pfeilrichtung 10 im Strömungskanal 11, der berandet ist durch die inneren Heizwicklungen 2 und die äußeren Heizwicklungen 3. Es kommt hierbei zu einem ersten, kleineren Heizstrom der in Pfeilrichtung 10 strömt und einem größeren und intensiveren Heizstrom, welcher, die zwischen den Heizschlangen der äußeren Heizwicklung 3 gebildeten Strömungskanäle 23 schikanenartig durchsetzt und etwa in Pfeilrichtung 20 durchströmt. Hierdurch kommt es zu einer längeren Verweilzeit der Heizgase auf dem jeweiligen Außenumfang der Heizschlangen der äußeren Heizwicklung 3 und damit zu einem verbesserten Wärmeübergang. Der Wirkungsgrad des Wärmetauschers ist damit wesentlich gesteigert.
Die Stegbleche 4 weisen eine gerade Stirnkante 18 auf, die radial einwärts gerichtet, an den zugeordneten, radial auswärts gerichteten Flächen der inneren Heizwicklung 2 anliegt. In diesem Bereich werden Schweißverbindungen 21 hergestellt. Der geradlinig ausgebildeten Stirnkante 18 im Stegblech 4 sind entsprechend gegenüber liegende Ausnehmungen 15, 16, 17 zugeordnet, an denen die radial äußere Heizwicklung 3 ebenfalls mit dem Stegblech 4 mittels Schweißverbindungen 22 verbunden sind.
Unterhalb der Bodenplatte 1 oder anstatt der Bodenplatte 1 ist nun die erfindungsgemäße Isolationsplatte 24 angeordnet, zur thermischen Isolierung nach unten hin und zum Auffangen des Kondensats, das von den Heizwicklungen herabtropft, aber auch zum Verdampfen bzw. Verdunsten dieses Kondensats.
Die Isolationsplatte 24 ist hier als wärmeisolierende topfförmige Keramikplatte ausgeführt, in deren Zentrum eine wärmespeichernde Wärmespeicher-Scheibe 25 eingebracht ist. Die topfförmige Isolationsplatte 24 hat einen Rand 26, der sich axial aus einem vertikalen Bodenbereich 27 erhebt, wodurch ein Aufnahmeraum 28 für Kondenswasser definiert wird.
Die Isolationsplatte 24 ist in Figuren 2 und 3 näher dargestellt, wobei alle Bauteile und Bestandteile der Isolationsplatte 24 rotationssymmetrisch ausgebildet sind. Dies ist aber nicht einschränkend aufzufassen, so dass die Form der Isolationsplatte 24 und deren Bauteile und Bestandteile nahezu beliebig geformt sein können. Die zylindrische Form hat aber kostengünstige Vorteile bei der Herstellung und Montage, so dass diese bevorzugt ist.
Der vertikale Rand 26 hat hier etwa die gleiche absolute Höhe als der Boden 27 und ist mit diesem über eine ringsumlaufende Schräge 32 verbunden die in eine ringsumlaufende Rundung 29 übergeht, so dass das von oben her abtropfende Kondenswasser besser in das Zentrum des Aufnahmeraums 28 ablaufen kann und zudem die Verdampfung/Verdunstung verbessert wird. Zudem werden dadurch Ecken zwischen Boden 27 und Rand 26 vermieden, in denen sich Keime anhaften könnten.
Die wärmespeichernde Wärmespeicher-Scheibe 25 ist zentral im Boden 27 integriert, hier umlaufend eingeklebt, wobei auch Einpressungen möglich sind oder alle Arten von reib- oder formschlüssigen Verbindungsverfahren. Auch kann die Wärmespeicher-Scheibe 25 sogar nur mit Spiel in die Aufnahmeöffnung des Bodens eingelegt sein, so dass dann je nach Anwendungsfall unterschiedliche Wärmespeicher-Scheiben 25 mit unterschiedlichen Wärmespeichervermögen eingebracht werden können und diese bei Bedarf auch ausgetauscht werden können.
Die Höhe der Wärmespeicher-Scheibe 25 entspricht etwa der Hälfte der Höhe des Bodens 27, der Durchmesser der Wärmespeicher-Scheibe 25 entspricht etwa einem Drittel des Durchmessers des Bodens 27 der Isolationsplatte 24.
Alle zuvor genannten Maße können natürlich in weiten Bereichen variieren und sind hier nur beispielhaft beschrieben.
Am oberen Rand 26 der Isolationsplatte 24, am Außendurchmesser ist eine durchmesservermindernde umlaufende radiale Nut 30 eingebracht, die einen wärmebeständigen Dichtring 31 aufnimmt, zur dichten Verbindung mit dem Wärmetauscher an Statt oder unterhalb der Bodenplatte 1 des Wärmetauschers.
In Figur 3 ist zu sehen, dass die gesamte Isolationsplatte 24 und auch die darin eingelassene Wärmespeicher-Scheibe 25 rotationssymmetrisch ausgebildet sind.
Die Isolationsplatte 24 ist bevorzugt als Isokeram 1250C vorgesehen. Die Wärmespeicher-Scheibe 25 ist bevorzugt als Schamottestein vorgesehen, Klasse A35pSt3, und ist nachgepresst. Der Dichtring ist bevorzugt als Isokeram-Schnur vorgesehen und insbesondere sechs mal am Außenumfang der Isolationsplatte 24 geklammert.
Figur 4 zeigt noch eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der eine Isolationsplatte 33 die Eigenschaften der beiden Bauteile 24 (Isolationsplatte) und 25 (Wärmespeicher-Scheibe) innerhalb eines einzigen Elementes vereint, nämlich die Wärmeisolation und die Wärmespeicherung. Dies wird durch unterschiedlich dichte Bereiche 34, 35 erzielt, wobei der mittlere Zentrumsbereich 35 höherer Dichte für die Wärmespeicherung und Verdampfung/Verdunstung des Kondenswassers zuständig ist, der ringförmig um diesen Zentrumsbereich 35 angeordnete Ringbereich 34 geringerer Dichte ist dabei für die Wärmeisolierung zuständig. Die beiden Bereiche 34, 35 bestehen bevorzugt aus dem selben Material, das insbesondere aus Keramik besteht.
Weiterhin ist zu sehen, dass der dichtere Bereich 35 nicht bis zur Bodenfläche 36 der Isolationsplatte 33 reicht, sondern, dass hier das Material 34 mit geringerer Dichte vorliegt. Das Material 35 mit höherer Dichte ist also etwa in dem Bereich vorgesehen, wie auch schon die Wärmespeicher-Scheibe 25 im ersten Ausführungsbeispiel.
Auch die Isolationsplatte 33 weist wiederum die gleiche oder ähnliche Form auf, als die Isolationsplatte 24 des ersten Ausführungsbeispiels, nämlich einen Aufnahmeraum 28, Rundung 29 mit Schräge 32, Nut 30 zur Aufnahme der Ringschnur 31, wobei aber die Ausnehmung fehlt zur Aufnahme der Wärmespeicher-Scheibe 25.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung also einen Wärmetauscher mit Boden, der teils erhöht wärmeisolierend und teils erhöht wärmespeichernd ist, und der insbesondere aus einem ringförmigen, erhöht isolierenden Keramiktopf mit einem zentral darin aufgenommenen erhöht wärmespeichernden Schamottestein besteht. Hierdurch wird gewährleistet, dass durch VerdampfenNerdunsten des am Boden aufgefangenen Kondenswassers des Wärmetauschers dessen Heizschlangen immer trocken bleiben und eine Korrosion der Heizschlangen vermieden wird, als auch der Boden von Kondensat befreit wird, so dass eine Verkeimung aber auch Überlaufen vermieden wird und damit eine diesbezügliche Wartung nicht nötig ist.
Zeichnungslegende
1
Bodenplatte
2
innere Heizwicklung
3
äußere Heizwicklung
4
Stegblech
5
Anschluss
6
Anschluss
7
Verbindungsrohr
8
Verbindungsrohr
9
Pfeilrichtung
10
Pfeilrichtung
11
Strömungskanal (zwischen 2 und 3)
12
Stirnkante
13
Innenraum
14
Pfeilrichtung
15
Ausnehmungen
16
Ausnehmungen
17
Ausnehmungen
18
Stirnkante
19
Pfeilrichtung
20
Pfeilrichtung
21
Schweißverbindung
22
Schweißverbindung
23
Strömungskanal (zwischen Windungen von 3)
24
Isolationsplatte
25
Wärmespeicher-Scheibe
26
Rand
27
Boden
28
Aufnahmeraum für Kondenswasser
29
Rundung
30
Nut
31
Dichtring
32
Schräge
33
Isolationsplatte
34
Bereich niederer Dichte
35
Bereich hoher Dichte
36
Bodenfläche

Claims (18)

  1. Wärmetauscher mit Isolationsboden, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationsboden (24, 25; 33, 35) mindestens ein Isolations-Element (24, 33) mit verminderter spezifischer Wärmeleitfähigkeit und mindestens ein Wärmespeicher-Element (25, 35) mit erhöhter spezifischer Wärmespeicherkapazität beinhaltet, wobei das mindestens eine Wärmespeicher-Element (25, 35) näher am Wärmetauscher angeordnet ist, als das mindestens eine Isolations-Element (24, 33).
  2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die spezifische Wärmeleitfähigkeit des Isolations-Elements (24, 33) etwa im Bereich von 1,0 W/m*K oder darunter liegt und die spezifische Wärmespeicherkapazität des Wärmespeicher-Elements (25, 35) etwa im Bereich von 0,7 kJ/kg*K oder darüber liegt.
  3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die spezifische Wärmespeicherkapazität auch des Isolations-Elements (24, 33) etwa im Bereich von 0,7 kJ/kg*K oder darüber liegt und die spezifische Wärmeleitfähigkeit des Wärmespeicher-Elements (25, 35) auch etwa im Bereich von 0,7 kJ/kg*K oder aber darunter liegt.
  4. Wärmetauscher nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Materialien für das Isolations-Element (24, 33) Keramik, Porzellan, Schamottestein oder anderes Steingut oder Glas verwendet werden.
  5. Wärmetauscher nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Materialien für das Wärmespeicher-Element (25, 35) Keramik, Porzellan, Schamottestein, anderes Steingut, Glas oder Metallmaterialien verwendet werden.
  6. Wärmetauscher nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationsboden (24, 25; 33, 35) etwa axial fluchtend unterhalb des Innenraumes (13) der Heizwicklungen (2, 3) des stehend angeordneten Wärmetauschers angebracht ist.
  7. Wärmetauscher nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmespeicher-Element (25, 35) etwa zentral mittig unterhalb des Innenraumes (13) der Heizwicklungen (2, 3) des stehend angeordneten Wärmetauschers angebracht ist.
  8. Wärmetauscher nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationsboden (24, 25; 33, 35) unterhalb oder anstatt einer Bodenplatte (1) des stehend angeordneten Wärmetauschers angebracht ist.
  9. Wärmetauscher nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Isolations-Element (24, 33) und Wärmespeicher-Element (25, 35) aus einem einzigen oder aber zwei verschiedenen Werkstoffen bestehen.
  10. Wärmetauscher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Isolations-Element (24) und Wärmespeicher-Element (25) aus zwei verschiedenen Werkstoffen bestehen, die über eine Fügeverbindung miteinander verbunden sind.
  11. Wärmetauscher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Isolations-Element (33) und Wärmespeicher-Element (35) aus einem einzigen Werkstoff bestehen, aber unterschiedliche Dichten aufweisen.
  12. Wärmetauscher nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolations-Element (24, 33) topfförmig ausgebildet ist mit einem vertikalen Rand (26) und einem horizontalen Bodenbereich (27), die einen Aufnahmeraum (28) definieren, in dem das Wärmespeicher-Element (25) eingebracht ist.
  13. Wärmetauscher nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmespeicher-Element (25, 35) etwa zentral mittig im Aufnahmeraum (28) des Isolations-Elementes (24) angeordnet ist.
  14. Wärmetauscher nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmespeicher-Element (25) in eine Aufnahmeöffnung des Isolations-Elementes (24) eingepresst oder eingeklebt ist.
  15. Wärmetauscher nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeöffnung des Isolations-Elementes (24) für das Wärmespeicher-Element (25) eine das Material nicht völlig durchbrechende Ausnehmung (z.B. Sackbohrung) darstellt.
  16. Wärmetauscher nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmespeicher-Element (25, 35) scheibenförmig ausgebildet ist.
  17. Wärmetauscher nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass Isolations-Element (24, 33) und Wärmespeicher-Element (25, 35) im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet sind.
  18. Wärmetauscher nach Anspruch 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumenverhältnis zwischen Isolations-Element (24, 33) und Wärmespeicher-Element (25, 35) etwa 5:1 bis 10:1 beträgt.
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