EP2507562A2 - Heizgerät - Google Patents

Heizgerät

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Publication number
EP2507562A2
EP2507562A2 EP09721574A EP09721574A EP2507562A2 EP 2507562 A2 EP2507562 A2 EP 2507562A2 EP 09721574 A EP09721574 A EP 09721574A EP 09721574 A EP09721574 A EP 09721574A EP 2507562 A2 EP2507562 A2 EP 2507562A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat exchanger
flow
combustion chamber
heater according
exchanger tubes
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Withdrawn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
EP09721574A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Juergen Rollmann
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch 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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2507562A2 publication Critical patent/EP2507562A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • F24H1/22—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
    • F24H1/40—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water tube or tubes
    • F24H1/403—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water tube or tubes the water tubes being arranged in one or more circles around the burner

Definitions

  • the invention relates to a heater, in particular a condensing boiler, according to the preamble of claim 1.
  • Generic heaters are fired with a gas or oil burner and have a cylindrical combustion chamber, which known devices are usually limited radially by a helically coiled heat exchanger. At least one gap between the coiled tubing for the passage of the hot gases represents the actual heat exchanger surface. Also common are a front cover member for receiving the burner, a rear cover element as a closure for the combustion chamber, supply and return connection pieces and a Abgassammeiraum, which radially outside the heat exchanger arranged under a surrounding jacket and provided with a connection piece for an exhaust pipe. With regard to the heating water-side flow guide, it is a forced-flow heat exchanger. A circulation pump ensures a given water volume flow through the mostly relatively narrow water channels. In this way, despite small
  • DE 10 2004 023 711 B3 likewise shows a heating device with a helically coiled heat exchanger and at least two helically connected helix regions. These are formed differently in diameter and can be arranged helically rotated into each other. The exhaust gas thus flows first through the gaps of the inner coil and then over a gap further through the gaps in the outer coil. Because a one-piece tube, in particular square tube, is also used in this embodiment, it is hardly possible in terms of production technology to influence the gap geometry.
  • the invention is based on the object, the heat exchanger of a heater, in particular a condensing boiler, especially with regard to compact as possible
  • the heater consisting of a cylindrical combustion chamber and a heat exchanger which delimits these heat exchangers is characterized in that the heat exchanger consists of a plurality of annularly arranged, parallel to the longitudinal axis of the combustion chamber heat exchanger tubes. In each case between two adjacent heat exchanger tubes an axially extending gap of preferably only 0.5 mm to 2 mm width is formed for the passage of hot gases in the radial direction.
  • the cross section of the heat exchanger tubes is round, oval or flattened in the radial direction to increase the gap length.
  • the heat exchanger tubes may also have a box-shaped and / or trapezoidal cross-section in order to provide a particularly large heat transfer area in the gap area.
  • the heat exchanger tubes are flowed through on the water side in parallel from one end face to the other.
  • the return connection port is mounted in one cover element and the flow connection in the other. The heating medium is thus distributed evenly in the cover elements to all channels in the heat exchanger tubes or collected at the outlet of these.
  • all the heat exchanger tubes are hydraulically connected in series via end-side deflection zones, so that in the front and / or rear cover element a deflection of the flow into the respectively adjacent heat exchanger tube takes place. This results in a total of a relatively long flow path between the return and supply connection piece with relatively high flow rates.
  • the heat exchanger tubes are flowed through in an alternating sequence on the circumference with flow and return water.
  • a deflection of the flow Either from a first, cooler return water leading, leading to an adjacent, warmer flow water heat exchanger tube, ie in each case a U-shaped flow guide via two pipes with flow and return connection pipe in a cover element. Or it is guided over a common deflection space, the flow of all return water leading heat exchanger tubes to all flow water leading heat exchanger tubes.
  • the heat exchanger tubes are each divided into at least two flow channels.
  • at least two flow channels through at least one partition wall, namely an inner, near the combustion chamber flow channel and at least one outer, larger diameter flow channel.
  • the at least two flow channels can be hydraulically connected to one another within a heat exchanger tube, so that, starting from an end-side water distribution space, the outer, larger diameter flow channel is first flowed through with cooler return water in parallel with the inner, combustion chamber-near flow channel with warmer supply water. It creates a parallel flow through all the individual heat exchanger tubes over the entire circumference.
  • all flow channels in all heat exchanger tubes can be hydraulically connected in series via front-side deflection zones, so that a chaining of all flow channels results.
  • all outer combustion chamber remote flow channels and in each case all inner, combustion chamber near flow channels are connected in series. This ensures that first, starting from the return connection piece in a cover element, all the outer flow channels are annularly passed through and then all the inner flow channels are passed through in a ring shape in succession. Between the resulting inner and outer water rings then only a single overflow in a cover element is necessary. Otherwise, within the cover elements in this case the flow is diverted only from one heat exchanger tube to the next adjacent on the same circumference.
  • the flow exits at an end face in each case from an outer, remote from the combustion chamber flow channel of a first heat exchanger tube and into the inner, close to the combustion chamber flow channel of the next adjacent heat exchanger tube. At the other end face, the flow exits from the inner flow channel of this heat exchanger tube and flows into the outer end
  • the inner, near the combustion chamber flow channel in a heat exchanger tube has a smaller cross-section than the outer, combustion chamber distant Flow channel.
  • the inner, near the combustion chamber near the flow channel in a heat exchanger tube is preferably dimensioned so that set higher flow velocities than in the outer, combustion chamber remote flow channel.
  • the geometry of the gap for the passage of hot gases between the heat-transferring surfaces delimiting the gap can be influenced by the forming process during the production of a heat exchanger tube.
  • one or two adjacent opposing gap-defining surfaces may be provided with projections defining the gap width and supported on each other and / or on the opposite surface.
  • the drawing shows an embodiment of the invention. It shows a heat exchanger of a heater:
  • Fig. 1 In an overall perspective view with a section in the corner and
  • Fig. 2 individual parts in an exploded view.
  • a cylindrical combustion chamber 1 is bounded radially by a heat exchanger, which has at least one gap 2 for the passage of hot gases.
  • a front cover element 3 for receiving a burner, not shown, and a rear cover element 4 serve as a closure for the combustion chamber 1.
  • An exhaust gas collection chamber 5 is located below a surrounding jacket, not shown, with a connecting piece for an exhaust line radially outside the heat exchanger.
  • the heat exchanger consists of a plurality of annularly arranged, with the longitudinal axis of the combustion chamber 1 parallel heat exchanger tubes 6 with a trapezoidal cross-section, which each form an axially extending gap 2 for the passage of hot gases in the radial direction.
  • the heat exchanger tubes 6 are each divided by a partition wall 7 in an inner, near the combustion chamber flow channel 8 and an outer, larger diameter flow channel 9.
  • all the flow channels 8, 9 in all heat exchanger tubes 6 are hydraulically connected in series via end-face deflection zones 10, so that a chaining of all flow channels 8, 9 between the rear and rear
  • annular covers 11 are mounted on the cover elements 3, 4, and receptacles 12 are formed for the heat exchanger tubes, which engage inside them, thus centering them on the front side and providing a good sealable overlapping area in the connection area.
  • cover elements 3, 4 are each a circumferential, after inwardly directed groove 13 for receiving the exhaust gas collecting space 5 surrounding cylindrical shell.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Heizgerät, insbesondere Brennwertheizgerät, umfassend einen Gas- oder Ölbrenner in einer zylindrischen Brennkammer (1), welche radial von einem Wärmetauscher begrenzt ist, mindestens einen Spalt (2) für den Durchtritt von Heizgasen durch den Wärmetauscher in einen radial außerhalb des Wärmetauschers angeordneten Abgassammelraum (5), welcher einen umgebenden Mantel mit einem Anschlussstutzen für eine Abgasleitung aufweist, ein vorderes Deckelelement (3) zur Aufnahme des Brenners, ein hinteres Deckelelement (4) als Verschluss für die Brennkammer (1), sowie Vor- und Rücklaufanschlussstutzen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wärmetauscher eines Heizgerätes, insbesondere eines Brennwertheizgerätes, besonders im Hinblick auf möglichst kompakte Abmessungen und gute Wärmeübertragungseigenschaften zu optimieren. Gekennzeichnet ist die Erfindung dadurch, dass der Wärmetauscher aus mehreren ringförmig angeordneten, mit der Längsachse der Brennkammer (1) parallelen Wärmetauscherrohren (6) besteht, welche jeweils zwischen zwei benachbarten Wärmetauscherrohren (6) ein axial verlaufenden Spalt (2) für den Durchtritt von Heizgasen in radialer Richtung ausbilden.

Description

Beschreibung
Titel Heizgerät
Die Erfindung betrifft ein Heizgerät, insbesondere ein Brennwertheizgerät, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Gattungsgemäße Heizgeräte werden mit einem Gas- oder Ölbrenner befeuert und be- sitzen eine zylindrische Brennkammer, welche bekannten Geräten meistens radial von einem schraubenförmig gewendelten Wärmetauscher begrenzt ist. Mindestens ein Spalt zwischen den Rohrwendeln für den Durchtritt der Heizgase stellt die eigentliche Wärmetauscherfläche dar. Weiterhin üblich sind ein vorderes Deckelelement zur Aufnahme des Brenners, ein hinteres Deckelelement als Verschluss für die Brennkammer, Vor- und Rücklaufanschlussstutzen sowie ein Abgassammeiraum, welcher radial außerhalb des Wärmetauschers unter einem umgebenden Mantel angeordnet und mit einem Anschlussstutzen für eine Abgasleitung versehen ist. Hinsichtlich der heizwasser- seitigen Strömungsführung handelt es sich um einen zwangsdurchströmten Wärmetauscher. Eine Umwälzpumpe sorgt für einen vorgegebenen Wasservolumenstrom durch die zumeist relativ engen Wasserkanäle. Auf diese Weise sind trotz geringen
Wasserinhaltes recht hohe, heizgasseitig eingetragene Wärmestromdichten realisierbar.
Stand der Technik
Aus der DE 20 2005 011 633 Ul ist ein Heizgerät mit zwei schraubenförmig gewendelten Wärmetauschern bekannt, die ineinander verschraubt und parallel zueinander von einem Heizmedium durchströmbar ausgebildet sind. Dabei sind die nebeneinander angeordneten Wendelenden miteinander verbunden und weisen einen gemeinsamen An- schlussstutzen auf. Vor- und Rücklaufanschlussstutzen befinden sich auf gegenüberliegenden Stirnseiten des Wärmetauschers.
Die DE 10 2004 023 711 B3 zeigt ebenfalls ein Heizgerät mit einem schraubenförmig gewendelten Wärmetauscher und mindestens zwei hydraulisch miteinander verbundenen Wendelbereichen. Diese sind durchmesserunterschiedlich ausgebildet und können schraubenförmig ineinander gedreht angeordnet sein. Das Abgas strömt somit zuerst durch die Spalte der inneren Wendel und dann über einen Zwischenraum weiter durch die Spalte in der äußeren Wendel. Weil auch bei dieser Ausführung ein einstückiges Rohr, insbesondere Vierkantrohr, eingesetzt wird, ist es fertigungstechnisch dabei kaum möglich, auf die Spaltgeometrie Einfluss zu nehmen.
Weiterhin ist aus der DE 10 2006 029 854 Al ein Wärmetauscher mit ringförmig ausgebildeten Strömungskanälen bekannt. Hier werden mehrere gleiche ringförmige Seg- mente vertikal und parallel zueinander zu einem Wärmetauscher kombiniert. Zwischen den Segmenten befindet sich ein Spalt für den Durchtritt der Heizgase von der im Zentrum angeordneten Brennkammer nach außen. Die Wärme übertragenden Oberflächen begrenzen beidseitig diesen Spalt und im Inneren der Segmente strömt das Heizmedium. Auch wenn hier ein zwangsdurchströmter Wärmetauscher mit einer wechselweise oben und unten vorgesehenen Überströmung von Segment zu Segment vorliegt, kann es zu Problemen kommen, weil eine vollständige Entlüftung aus den oberen Bereichen der einzelnen Segmente nicht möglich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wärmetauscher eines Heizgerätes, ins- besondere eines Brennwertheizgerätes, besonders im Hinblick auf möglichst kompakte
Abmessungen und gute Wärmeübertragungseigenschaften zu optimieren.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird dies mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Das aus einer zylindrischen Brennkammer und einem radial diese begrenzenden Wärmetauscher bestehende Heizgerät ist dadurch gekennzeichnet, dass der Wärme- tauscher aus mehreren ringförmig angeordneten, mit der Längsachse der Brennkammer parallelen Wärmetauscherrohren besteht. Jeweils zwischen zwei benachbarten Wärmetauscherrohren wird dabei ein axial verlaufender Spalt von vorzugsweise nur 0,5 mm bis 2 mm Breite für den Durchtritt von Heizgasen in radialer Richtung ausgebil- det.
Der Querschnitt der Wärmetauscherrohre ist rund, oval oder zur Vergrößerung der Spaltlänge in radialer Richtung abgeflacht. Auch können die Wärmetauscherrohre einen kastenförmigen und/oder trapezförmigen Querschnitt aufweisen, um eine besonders große Wärmeübertragungsfläche im Spaltbereich zur Verfügung zu stellen. In einer ersten Ausführungsform werden die Wärmetauscherrohre wasserseitig parallel von einer Stirnseite zur anderen durchströmt. Dabei ist im einen Deckelelement der Rücklaufanschlussstutzen und im anderen der Vorlaufanschluss angebracht. Das Heizmedium wird somit in den Deckelelementen gleichmäßig an alle Kanäle in den Wärmetauscherrohren verteilt bzw. am Austritt aus diesen gesammelt. 3
Bei einer zweiten Ausführungsform sind alle Wärmetauscherrohre hydraulisch über stirnseitige Umlenkzonen seriell miteinander verbunden, so dass im vorderen und/oder hinteren Deckelelement eine Umlenkung der Strömung in das jeweils benachbarte Wärmetauscherrohr erfolgt. Dadurch entsteht insgesamt ein relativ langer Strömungsweg zwischen Rück- und Vorlaufanschlussstutzen mit relativ hohen Strömungsgeschwindigkeiten.
In einer dritten Ausführungsform werden die Wärmetauscherrohre in alternierender Reihenfolge auf dem Umfang mit Vorlauf- und Rücklaufwasser durchströmt. Dabei erfolgt im vorderen und/oder hinteren Deckelelement eine Umlenkung der Strömung. Entweder von einem ersten, kühleres Rücklaufwasser führenden, zu einem benachbarten, wärmeres Vorlaufwasser führenden Wärmetauscherrohr, also jeweils eine U- förmige Strömungsführung über zwei Rohre mit Vor- und Rücklaufanschlussstutzen in einem Deckelelement. Oder es wird über einen gemeinsamen Umlenkraum die Strömung von allen Rücklaufwasser führenden Wärmetauscherrohren zu allen Vorlaufwasser führenden Wärmetauscherrohren geführt. - A -
Bei einer vierten Ausführungsform sind die Wärmetauscherrohre jeweils in mindestens zwei Strömungskanäle aufgeteilt. Dabei ergeben sich mindestens zwei Strömungskanäle durch mindestens eine Trennwand, nämlich ein innerer, brennkammernaher Strömungskanal und mindestens ein äußerer, durchmessergrößerer Strömungskanal. Die mindestens zwei Strömungskanäle können innerhalb eines Wärmetauscherrohres hydraulisch miteinander verbunden sein, so dass ausgehend von einem stirnseitigen Wasserverteilungsraum zunächst parallel in allen einzelnen Wärmetauscherrohren der äußere, durchmessergrößere Strömungskanal mit kühlerem Rücklaufwasser und danach jeweils parallel der innere, brennkammernahe Strömungskanal mit wärmerem Vorlaufwasser durchströmt wird. Es entsteht dabei eine parallele Durchströmung aller einzelnen Wärmetauscherrohre über den gesamten Umfang.
Alternativ dazu können alle Strömungskanäle in allen Wärmetauscherrohren hydraulisch über stirnseitige Umlenkzonen seriell miteinander verbunden sein, so dass sich eine Verkettung aller Strömungskanäle ergibt. Bei Verwendung von Wärmetauscherrohren mit mindestens zwei Strömungskanälen sind in einer ersten Variante jeweils alle äußeren, brennkammerfernen Strömungskanäle und jeweils alle inneren, brennkammernahen Strömungskanäle seriell verbunden. Damit wird erreicht, dass zuerst, ausgehend vom Rücklaufanschlussstutzen in einem Deckelelement, ringförmig alle äuße- ren Strömungskanäle und danach ringförmig alle inneren Strömungskanäle nacheinander durchströmt werden. Zwischen den sich ergebenden inneren und äußeren Wasserringen ist dann nur eine einzige Überströmstelle in einem Deckelelement nötig. Ansonsten wird innerhalb der Deckelelemente hierbei die Strömung nur von einem Wärmetauscherrohr ins nächste benachbarte auf dem gleichen Umfang umgeleitet. Bei einer zweiten Variante für Wärmetauscherrohre mit mindestens zwei Strömungskanälen tritt die Strömung an einer Stirnseite jeweils aus einem äußeren, brennkammerfernen Strömungskanal eines ersten Wärmetauscherrohres aus und in den inneren, brennkammernahen Strömungskanal des nächsten benachbarten Wärmetauscherrohres ein. An der jeweils anderen Stirnseite tritt dabei die Strömung aus dem in- neren Strömungskanal dieses Wärmetauscherrohres aus und strömt in den äußeren
Strömungskanal desselben Wärmetauscherrohres über.
Vorteilhafterweise besitzt der innere, brennkammernahe Strömungskanal in einem Wärmetauscherrohr einen geringeren Querschnitt als der äußere, brennkammerferne Strömungskanal. Auch ist der innere, brennkammernahe Strömungskanal in einem Wärmetauscherrohr vorzugsweise so bemessen, dass sich höhere Strömungsgeschwindigkeiten als im äußeren, brennkammerfernen Strömungskanal einstellen. Die Geometrie des Spaltes für den Durchtritt von Heizgasen zwischen den den Spalt begrenzenden, Wärme übertragenden Oberflächen ist durch den Umformvorgang bei der Herstellung eines Wärmetauscherrohres beeinflussbar. So ist es gut möglich, die Spalt-breite in radialer Richtung an das sich mit der Abkühlung verringernde Volumen der Heizgase anzupassen oder die Wärme übertragenden Oberflächen mit Turbulenz erhöhenden Mitteln zu versehen.
Weiterhin können eine oder zwei benachbarte, sich gegenüberstehende, den Spalt begrenzende Oberflächen mit Vorsprüngen versehen sein, welche die Spaltbreite definieren und sich aufeinander und/oder auf der gegenüber liegenden Oberfläche abstützen. Mit der erfindungsgemäßen Gestaltung entsteht ein Wärmetauscher für ein Heizgerät mit bester Eignung für Brennwertbetrieb, sehr kompakten Abmessungen und guten
Wärmeübertragungseigenschaften. Alle wasserseitigen Anschlüsse befinden sich gut zugänglich auf einer Seite. Durch die Aufteilung der Strömungskanäle ist die Temperaturverteilung im Wärmetauscher optimiert und die Effektivität gegenüber bekannten Prinzipien, insbesondere Rohrwendeln, gesteigert. Auch eine vertikale Anordnung der Trennwand innerhalb eines Wärmetauscherrohres, also in radialer Richtung, ist möglich. Der Gesamtaufbau mit gleichen Wärmetauscherrohren bietet neben der einfachen Herstellung auch den Vorteil, unterschiedliche Längen für verschiedene Feuerungsund Wärmetauscherleistungen variabel abzudecken. Trotzdem bleiben dann alle stirnseitig angeordneten Anbauteile sowie die Verbindung zwischen Deckelelementen und dem Wasser führenden Wärmetauscherrohren gleich. Nur der umgebende Mantel variiert in der Länge. Wegen der niedrigen Abgastemperaturen kann dieser sogar aus Kunststoff hergestellt werden.
Bei der Herstellung der Wärmetauscherrohre bieten sich vielfältige Gestaltungsmög- lichkeiten, wenn ein Aluminium-Stranggussprofil ausgewählt wird. Besonders wenn es sich um ein Rohr mit einer einzigen Kammer handelt, kann aber auch Edelstahl zum Einsatz kommen. Als Verbindungsverfahren für Wärmetauscherrohre, Deckelelemente und/oder Wasser führende Teile sind das Schweißen, Löten und Kleben geeignet. Zeichnungen
Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Es zeigt einen Wärmetauscher eines Heizgerätes:
Fig. 1: in einer perspektivischen Gesamtansicht mit einem Schnitt im Eckbereich und
Fig. 2: Einzelteile in einer Explosionszeichnung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Eine zylindrische Brennkammer 1 wird radial von einem Wärmetauscher begrenzt, welcher mindestens einen Spalt 2 für den Durchtritt von Heizgasen aufweist. Ein vorderes Deckelelement 3 zur Aufnahme eines nicht dargestellten Brenners und ein hinteres Deckelelement 4 dienen als Verschluss für die Brennkammer 1. Ein Abgassammel- raum 5 befindet sich unter einem umgebenden, nicht dargestellten Mantel mit einem Anschlussstutzen für eine Abgasleitung radial außerhalb des Wärmetauschers.
Der Wärmetauscher besteht aus mehreren ringförmig angeordneten, mit der Längsachse der Brennkammer 1 parallelen Wärmetauscherrohren 6 mit einem trapezförmigen Querschnitt, welche jeweils zwischeneinander einen axial verlaufenden Spalt 2 für den Durchtritt von Heizgasen in radialer Richtung ausbilden.
Die Wärmetauscherrohre 6 sind jeweils durch eine Trennwand 7 in einen inneren, brennkammernahen Strömungskanal 8 und einen äußeren, durchmessergrößeren Strömungskanal 9 aufgeteilt. Dabei sind alle Strömungskanäle 8, 9 in allen Wärmetauscherrohren 6 hydraulisch über stirnseitige Umlenkzonen 10 seriell miteinander ver- bunden, so dass eine Verkettung aller Strömungskanäle 8, 9 zwischen dem Rück- und
Vorlauf anschlussstutzen entsteht.
Zum Ausbilden der Umlenkzonen 10 sind auf den Deckelelementen 3, 4 weitere ringförmige Deckel 11 angebracht und es sind Aufnahmen 12 für die Wärmetauscherrohre angeformt, welche innen in diese eingreifen, diese somit stirnseitig zentrieren und für eine gut abdichtbare Überlappungsfläche im Verbindungsbereich sorgen. Weiterhin befindet sich im Außenbereich der Deckelelemente 3, 4 jeweils eine umlaufende, nach innen gerichtete Nut 13 zur Aufnahme des den Abgassammelraum 5 umgebenden zylindrischen Mantels.

Claims

Ansprüche
1. Heizgerät, insbesondere Brennwertheizgerät, umfassend einen Gas- oder Öl- brenner in einer zylindrischen Brennkammer (1), welche radial von einem Wärmetauscher begrenzt ist, mindestens einen Spalt (2) für den Durchtritt von Heizgasen durch den Wärmetauscher in einen radial außerhalb des Wärmetauschers angeordneten Abgassammeiraum (5), welcher einen umgebenden Mantel mit einem Anschlussstutzen für eine Abgasleitung aufweist, ein vorderes Deckelelement (3) zur Aufnahme des Brenners, ein hinteres Deckelelement (4) als Verschluss für die Brennkammer (1), sowie Vor- und Rücklaufanschlussstutzen, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Wärmetauscher aus mehreren ringförmig angeordneten, mit der Längsachse der Brennkammer (1) parallelen Wärmetauscherrohren (6) besteht, welche jeweils zwischen zwei benachbarten Wärmetauscherrohren (6) ein axial verlaufenden Spalt (2) für den Durchtritt von Heizgasen in radialer Richtung ausbilden.
2. Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Wärmetauscherrohre (6) rund, oval oder zur Vergrößerung der Länge des Spaltes (2) in radialer Richtung abgeflacht ist.
3. Heizgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscherrohre (6) einen kastenförmigen und/oder trapezförmigen Querschnitt aufweisen.
4. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscherrohre (6) wasserseitig parallel von einer Stirnseite zur anderen durchströmt werden, wobei im einen Deckelelement (3, 4) der Rücklaufanschlussstutzen und im anderen der Vorlaufanschluss angebracht ist.
5. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass alle Wärmetauscherrohre (6) hydraulisch über stirnseitige Umlenkzonen (10) seriell miteinander verbunden sind, so dass im vorderen und/oder hinteren Deckelelement (3, 4) eine Umlenkung der Strömung in das jeweils benachbarte Wärmetau- scherrohr (6) erfolgt.
6. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscherrohre (6) in alternierender Reihenfolge auf dem Umfang mit Vorlauf- und Rücklaufwasser durchströmt werden, und dass im vorderen und/oder hinteren Deckelelement (3, 4) eine Umlenkung der Strömung erfolgt, entweder von einem ersten Rücklaufwasser führenden, zu einem benachbarten, Vorlaufwasser führenden Wärmetauscherrohr (6), oder über einen gemeinsamen Umlenkraum (10) von allen Rücklaufwasser führenden Wärmetauscherrohren (6) zu allen Vorlaufwasser führenden Wärmetauscherrohren (6).
7. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscherrohre (6) jeweils in mindestens zwei Strömungskanäle (8, 9) aufgeteilt sind.
8. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Strömungskanäle (8, 9) durch mindestens eine Trennwand (7) in einen inneren, brennkammernahen Strömungskanal (8) und mindestens einen äußeren, durchmessergrößeren Strömungskanal (9) aufgeteilt werden.
9. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Strömungskanäle (8, 9) innerhalb eines Wärmetauscherrohres (6) hydraulisch miteinander verbunden sind, so dass ausgehend von einem stirnseitigen Wasserverteilungsraum zunächst parallel in allen einzelnen Wärmetauscherrohren (6) der äußere, durchmessergrößere Strömungskanal (9) mit dem kühleren Rücklaufwasser und danach parallel der innere, brennkammernahe Strömungskanal (8) mit dem wärmeren Vorlaufwasser durchströmt wird.
10. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass alle Strömungskanäle (8, 9) in allen Wärmetauscherrohren (6) hydraulisch über stirnseitige Umlenkzonen (10) seriell miteinander verbunden sind, so dass sich eine Verkettung aller Strömungskanäle (8, 9) ergibt.
11. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 7, 8 und 10, dadurch gekennzeich- net, dass bei Verwendung von Wärmetauscherrohren (6) mit mindestens zwei
Strömungskanälen (8, 9) jeweils alle äußeren, brennkammerfernen Strömungskanäle (9) und alle inneren, brennkammernahen Strömungskanäle (8) seriell verbunden sind, so dass zuerst, ausgehend vom Rücklaufanschlussstutzen in einem Deckelelement (3, 4), alle äußeren Strömungskanäle (9) und danach alle inneren Strömungskanäle (8) durchströmt werden.
12. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 7, 8 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von Wärmetauscherrohren (6) mit mindestens zwei Strömungskanälen (8, 9) die Strömung an einer Stirnseite jeweils aus einem äu- ßeren, brennkammerfernen Strömungskanal (9) eines ersten Wärmetauscherrohres (6) austritt und in den inneren, brennkammernahen Strömungskanal (8) des nächsten benachbarten Wärmetauscherrohres (6) eintritt, und dass die Strömung an der anderen Stirnseite jeweils aus dem inneren Strömungskanal (8) dieses Wärmetauscherrohres (6) austritt und in den äußeren Strömungskanal (9) dessel- ben Wärmetauscherrohres (6) überströmt.
13. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der innere, brennkammernahe Strömungskanal (8) in einem Wärmetauscherrohr (6) einen geringeren Querschnitt als der äußere, brennkammerferne Strömungskanal (9) aufweist.
14. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der innere, brennkammernahe Strömungskanal (8) in einem Wärmetauscherrohr (6) so bemessen ist, dass sich höhere Strömungsgeschwindigkeiten als im äußeren, brennkammerfernen Strömungskanal (9) einstellen.
15. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie des Spaltes (2) für den Durchtritt von Heizgasen zwischen den den Spalt (2) begrenzenden, Wärme übertragenden Oberflächen durch den Umform- vorgang bei der Herstellung eines Wärmetauscherrohres (6) beeinflussbar ist.
16. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder zwei benachbarte, sich gegenüberstehende, den Spalt (2) begrenzende Oberflächen mit Vorsprüngen versehen sind, welche die Breites des Spaltes (2) definieren und sich aufeinander und/oder auf der gegenüber liegenden Oberfläche abstützen.
EP09721574A 2008-03-15 2009-03-12 Heizgerät Withdrawn EP2507562A2 (de)

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