EP3168548A1 - Heizgerätevorrichtung und verfahren zum betrieb einer heizgerätevorrichtung - Google Patents

Heizgerätevorrichtung und verfahren zum betrieb einer heizgerätevorrichtung Download PDF

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EP3168548A1
EP3168548A1 EP16194748.6A EP16194748A EP3168548A1 EP 3168548 A1 EP3168548 A1 EP 3168548A1 EP 16194748 A EP16194748 A EP 16194748A EP 3168548 A1 EP3168548 A1 EP 3168548A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
emission reduction
heat exchanger
heat transfer
emission
elements
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16194748.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
David Kleine de
Martin Kiefer
Nijso Beishuizen
Sjoerd Reijke
Mario Matic
Franz Schmuker
Patrick Glaser
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 EP3168548A1 publication Critical patent/EP3168548A1/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Withdrawn legal-status Critical Current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
    • F24H9/001—Guiding means
    • F24H9/0026—Guiding means in combustion gas channels
    • 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
    • F24H1/24—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers
    • F24H1/26—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers the water mantle forming an integral body
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
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    • F28F3/022—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being wires or pins
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2215/00—Fins
    • F28F2215/10—Secondary fins, e.g. projections or recesses on main fins

Definitions

  • Heater with at least one heat exchanger are known from the prior art.
  • the invention relates to a heater device, advantageously for heating and / or hot water, with at least one, advantageously exactly one, heat exchanger.
  • the heat exchanger has at least one, advantageously exactly one, emission reduction unit, which is intended to reduce at least one pollutant emission, in particular of the heat exchanger, in particular by means of at least one biological, chemical and / or physical process, in particular a comparison to a heat exchanger without emission reduction unit.
  • emission reduction unit is intended to be understood in particular specially designed and / or equipped.
  • the fact that an object is intended for a specific function should in particular mean that the object fulfills and / or executes this specific function in at least one application and / or operating state.
  • a "heater device” is to be understood as meaning, in particular, at least one part, in particular a subassembly, of a heating device, advantageously a heating and / or hot water preparation device.
  • the heater device and the entire heater, in particular the entire heating and / or water heater include.
  • the heater device can have at least one heating unit.
  • a "heating unit” should be understood to mean, in particular, a unit which is intended, in particular, to convert energy, in particular electrical energy, bioenergy and / or advantageously fossil energy, in particular indirectly and / or advantageously directly, into heat and, in particular, at least a heating fluid, in particular heating gas, advantageously combustion gas to provide and / or to produce.
  • the heating unit is designed as an oil burner and / or gas burner.
  • the heat exchanger is in particular in operative connection with the heating unit.
  • the heat exchanger in particular has at least one heat exchanger element, which is in particular provided for thermal energy, in particular indirectly and / or directly, of at least a first fluid, advantageously a heating fluid, in particular the heating fluid of the heating unit, to at least a second fluid, an advantageous Cooling fluid and / or a fluid to be heated, more preferably water to transfer.
  • the heat transfer element is arranged at least partially in a flow region of the heating fluid.
  • the heat exchanger preferably comprises at least one first heat exchanger element and at least one second heat exchanger element, which is substantially different from the first heat exchanger element.
  • substantially different objects are to be understood in particular as objects whose volumes, contours and / or material compositions differ from one another by at least 10%, preferably by at least 20% and particularly preferably by at least 30%.
  • the heat exchanger advantageously defines and / or delimits at least one heating-fluid introduction region and particularly preferably at least one, in particular the main heat-transfer region downstream of the heating-fluid introduction region.
  • the heating fluid introduction region is advantageously arranged in a vicinity of the heating unit and / or in a region of an at least substantially maximum heating fluid temperature.
  • the Bankfluideinglazed Kunststoff Scheme and the main heat transfer area differ in at least one, advantageously visible, material technical and / or functional, feature of each other.
  • the first heat transfer element in the Walkerfluidein gleich Geb and, in particular, of the first heat transfer element substantially different, the second heat transfer element in the main heat transfer region is arranged.
  • a “near zone” should be understood to mean, in particular, a spatial area which is formed by points which are less than a third, preferably less than a quarter and particularly preferably less than one fifth of a main extension length of the heat exchanger from a reference point and / or a reference component are removed and / or each having a distance of at most 20 cm, preferably of at most 15 cm and more preferably of at most 10 cm from a reference point and / or a reference component.
  • a "main extension length" of an object should be understood as meaning, in particular, an extension length of the object in a main extension direction of the object.
  • a “main direction of extension" of an object should in particular be understood to mean a direction which is parallel to a longest edge and / or side of a smallest cuboid just enclosing, in particular imaginary, the object.
  • an "at least substantially maximum heating fluid temperature” is to be understood in particular to mean a temperature of the heating fluid which deviates from a maximum temperature of the heating fluid by at most 35%, preferably by at most 25% and particularly preferably by at most 15%.
  • the emission reduction unit could be at least partially designed as any emission reduction unit, such as a filter unit and / or as a catalyst and thereby reduce in particular the pollutant emission by means of a biological and / or chemical process.
  • the emission reduction unit is advantageously embodied as a heat transfer optimization unit and is provided, in particular, for reducing the pollutant emission by means of a physical process, in particular by optimizing a heat transfer, in particular the heat transfer, in particular in the main heat transfer area and / or advantageously in the Schufluidein Kunststoff Scheme.
  • the emission and / or discharge of at least one pollutant such as, for example, carbon monoxide (CO), sulfur dioxide (SO 2 ), at least one nitrogen oxide (NO x ), in particular nitrogen monoxide (NO), nitrogen dioxide ( NO 2 ) and / or nitrous oxide (N 2 O), and / or at least one hydrocarbon, and / or several pollutants.
  • the term "reduce” should be understood to mean, in particular, at least 1%, advantageously at least 2%, and particularly preferably at least 5%, in particular in comparison to a heat exchanger without emission reduction unit.
  • the emission reduction unit is provided at least for a reduction of a carbon monoxide emission, a pollutant emission of a main source of pollutants can advantageously be reduced.
  • a health risk to a user and / or a person, in particular due to the emission of pollutants, can be minimized in particular when the emission reduction unit is intended to reduce the pollutant emission by at least 10%, advantageously by at least 15%, preferably by at least 20% %, more preferably by at least 25%, and more preferably by at least 30%.
  • the emission reduction unit is arranged at least partially, preferably at least to a large extent and particularly preferably completely, in a flow region of at least one heating fluid, in particular of the already mentioned heating fluid, in particular the heating unit.
  • At least 55%, advantageously at least 65%, preferably at least 75%, particularly preferably at least 85% and particularly advantageously at least 95% are to be understood by the term "for at least a large part". In this way, in particular a particularly simple effect and / or a particularly compact design can be achieved.
  • the heat exchanger defines at least one Kirinproof Kunststoff Scheme, in particular the already mentioned Schufluidein Kunststoff Geb, in which the emission reduction unit is at least partially, preferably at least a large part and more preferably completely.
  • the emission reduction unit is at least partially, preferably at least a large part and more preferably completely.
  • the heat exchanger has at least one heat exchanger element, in particular the previously mentioned heat exchanger element and advantageously the first heat exchanger element, with which the emission reduction unit is formed at least partially in one piece.
  • the object and / or the object is formed in one piece with at least one component of the further object and / or the further object that an object with at least one object is at least partially formed in one piece.
  • integral should be understood to mean, in particular, at least materially bonded and / or formed with one another.
  • the material bond can be produced for example by an adhesive process, a Anspritzrata, a welding process, a soldering process and / or another process.
  • this is a piece of a single blank, a mass and / or a casting, such as in an extrusion process, in particular a one- and / or multi-component extrusion process, and / or an injection molding process, in particular a single and / or multi-component Injection molding process, manufactured.
  • this can reduce costs and / or simplify a production process.
  • a particularly robust and / or stable heater device can be provided, whereby in particular a service life and / or a fatigue strength can be increased.
  • the emission reduction unit comprises at least one emission reduction element which is provided to increase at least one degree of turbulence in at least one flow of at least one heating fluid, in particular of the already mentioned heating fluid, in particular of the heating unit, in particular in comparison to a flow of the Heating fluid without emission reduction element, in particular by means of a movement and / or advantageously a special shape and / or contour, and thereby in particular a heat transfer, in particular between the heating fluid and the at least one heat transfer element to optimize.
  • the emission reduction element is intended to introduce a disturbance and / or turbulence into the flow of the heating fluid and / or at least partially block the flow of the heating fluid.
  • the emission reduction element serves as an obstacle to the heating fluid.
  • the emission reduction element can be designed in particular as a separate emission reduction element, as an increase relative to a heat transfer element and / or as a recess of a heat transfer element.
  • the emission reduction element can, in particular in a plan view and / or when viewed perpendicular to a main extension plane of the heat exchanger, any shape and / or have contour, in particular at least substantially oval, such as at least substantially elliptical, at least substantially circular and / or at least substantially semicircular, at least substantially quadrangular, such as at least substantially rectangular, at least substantially square, at least in Substantially trapezoidal and / or at least substantially diamond-shaped, and / or at least substantially triangular.
  • an "at least substantially x-shaped" object should be understood to mean, in particular, an object which deviates from an x-shaped reference object with an area fraction of at most 15%, preferably at most 10% and particularly preferably at most 5%.
  • a "main extension plane" of an object should be understood to mean, in particular, a plane which is parallel to a largest side surface of a smallest, in particular imaginary, cuboid which just completely surrounds the object, and preferably by a center, in particular a geometric center, of the object Quader runs.
  • the emission reduction unit has a plurality of, preferably at least substantially identically designed, emission reduction elements, in particular at least two, at least four and / or at least eight emission reduction elements.
  • the emission reduction unit advantageously has an even number of emission reduction elements.
  • the term "at least substantially identical” is intended to be understood to mean, in particular, apart from manufacturing tolerances and / or within the scope of production engineering possibilities and / or within the scope of standardized tolerances.
  • a heat transfer, in particular between the heating fluid and the heat transfer element be optimized, whereby advantageously a pollutant conversion rate, in particular a carbon monoxide carbon dioxide conversion rate, can be increased.
  • a service life and / or a fatigue strength in particular due to an at least substantially uniform load, in particular temperature load, of the heat exchanger can be improved.
  • a main extension direction of the emission reduction element is arranged at least substantially perpendicular to a main flow direction of the heating fluid.
  • the expression "at least substantially perpendicular” shall in particular define an orientation of a direction relative to a reference direction, the direction and the reference direction, considered in particular in one plane, an angle in particular between 82 ° and 98 °, advantageously between 85 ° and 95 ° and more preferably between 88 ° and 92 °.
  • the emission reduction unit comprises at least one further emission reduction element, which is advantageously at least substantially identical to the emission reduction element and which is downstream of the emission reduction element in a main flow direction of the heating fluid.
  • a degree of turbulence can be further improved and / or a pollutant conversion rate favorably promoted.
  • the heat exchanger at least one Thompsonfluidein-21 Edition, in particular the already mentioned Thompsonfluidein2,000 Edition with a first number of main flow areas, in particular the heating fluid, and at least one of the Bankfluidein gleich Geb fluidly downstream main heat transfer area, in particular the already mentioned above main heat transfer area, with a different from the first number second number
  • main flow areas in particular a particularly advantageous and / or optimized heat transfer, in particular between the heating fluid and the at least one heat transfer element, can be achieved, whereby advantageously a pollutant conversion rate can be further promoted.
  • the main heat transfer region preferably corresponds to a flow region of the heating fluid that is at least partially fluidically connected.
  • a "main flow region” is to be understood in particular as a defined flow region, in particular of the heating fluid, which is spatially separated and advantageously at a distance from one, in particular at least substantially identical, second main flow region, in particular by means of at least one separating element.
  • Advantageous are main directions of extension of at least two main flow areas, in particular at least in the Schufluidein Kunststoff Scheme, at least substantially parallel to each other.
  • at least substantially parallel should be understood here in particular an orientation of a direction relative to a reference direction, in particular in a plane, wherein the direction relative to the reference direction a deviation in particular less than 8 °, advantageously less than 5 ° and particularly advantageously smaller than 2 °.
  • the invention is based on a method for operating a heater device, advantageously for heating and / or water heating, with at least one, advantageously exactly one, heat exchanger, wherein at least one pollutant emission, in particular of the heat exchanger, by means of at least one, advantageously exactly one , Emission reduction unit of the heat exchanger, in particular by means of at least one biological, chemical and / or physical process is reduced, in particular in a comparison to a heat exchanger without emission reduction unit.
  • an efficiency in particular an environmental efficiency, a power efficiency and / or a cost efficiency, can be improved.
  • the heater device should not be limited to the above-described application and embodiment.
  • the heater device may have a number different from a number of individual elements, components and units mentioned herein.
  • FIG. 1 shows a part of a heater 36 in a perspective view.
  • the heater 36 is formed in the present case as a hot water heater.
  • the heater 36 is therefore intended for hot water, especially drinking water preparation.
  • a heater it is also conceivable to design a heater as a heating water preparation device, as a heating and water heating device, as a condensing boiler and / or as any other heater, preferably heat recovery device.
  • the heater 36 has a heater device.
  • the heater apparatus includes a heating unit (not shown).
  • the heating unit is designed in the present case as a gas burner.
  • the heating unit is intended to burn a mixture of a combustion air and a fuel, in particular gas.
  • the heating unit is provided to generate a heating fluid, in this case in particular a combustion gas.
  • a heating unit as an oil burner and / or any other heating unit.
  • the heater device comprises a heat exchanger 10.
  • the heat exchanger 10 is in operative connection with the heating unit.
  • the heat exchanger 10 is formed in the present case, at least substantially cuboid.
  • a heat exchanger could also have any other external and / or internal shape, such as at least substantially cylindrical and / or spherical.
  • a main extension direction of the heat exchanger 10 defines a main flow direction 30 of the heating fluid.
  • the heat exchanger 10 has a housing 38.
  • the housing 38 is formed as an outer housing.
  • the housing 38 is formed at least in two parts, wherein in FIG. 1 , In particular, for the sake of clarity, only a first housing part of the housing 38 is shown. In principle, however, it is also conceivable to form a housing in one piece.
  • the housing 38 defines a receiving area for the heating fluid.
  • the receiving area corresponds to a flow area 14 of the heating fluid.
  • the heat exchanger 10 defines a Walkerfluidein211 Scheme 16.
  • the Schufluidein211 Scheme 16 corresponds to a heating unit facing region of the heat exchanger 10 and in particular in FIG. 1 an upper region of the heat exchanger 10.
  • the heat exchanger 10 defines a main heat transfer region 18.
  • the main heat transfer region 18 is fluidly downstream of the Bankfluidein gleich Quarry Scheme 16, in particular in the main flow direction 30 of the heating fluid, downstream.
  • the main heat transfer region 18 thus corresponds to a region of the heat exchanger 10 facing away from the heating unit.
  • the main heat transfer region 18 in this case directly adjoins the heating fluid introduction region 16.
  • the heat exchanger 10 For the transmission of thermal energy from the heating fluid to a fluid to be heated, in this case in particular water, the heat exchanger 10 comprises at least one heat transfer element 20, 21, 22.
  • the heat exchanger 10 has a plurality of heat transfer elements 20, 21, 22 , where in FIG. 1 for clarity, only three heat exchanger elements 20, 21, 22 are provided with reference numerals.
  • the heat transfer elements 20, 21, 22 are arranged in the receiving region of the housing 38 and / or the flow region 14.
  • the heat exchanger 10 comprises at least two heat exchanger elements 20, 21, 22 which are formed substantially differently from one another.
  • the heat exchanger 10 has three heat exchanger elements 20, 21, 22 of substantially different design.
  • a heat exchanger could also have exactly two substantially differently designed heat exchanger elements and / or any other number, such as at least four and / or at least five, substantially different heat exchanger elements.
  • a first heat transfer element 20 of the heat transfer elements 20, 21, 22 is arranged completely in the Walkerfluideincited Scheme 16.
  • the first heat exchanger element 20 is designed as a heat exchanger wall and / or fin.
  • a main extension direction of the first heat exchanger element 20 is arranged parallel to the main flow direction 30 of the heating fluid.
  • the first heat transfer element 20 is at least substantially provided for guiding the heating fluid, in particular in the direction of the main heat transfer region 18.
  • the first heat transfer element 20 is assigned to a first group of heat transfer elements 20.
  • the first group of heat exchanger elements 20 comprises in the present case nine at least substantially identical to each other formed first Heat transfer elements 20.
  • Main extension planes of the first heat transfer elements 20 of the first group are arranged parallel to each other.
  • a second heat exchanger element 21 of the heat exchanger elements 20, 21, 22 is arranged completely in the main heat transfer area 18.
  • the second heat transfer element 21 is designed as a heat transfer pin and / or pin.
  • the second heat transfer element 21 is at least substantially cylindrical, in particular circular cylindrical, formed.
  • a main extension direction of the second heat transfer element 21 is arranged perpendicular to the main flow direction 30 of the heating fluid.
  • the main extension direction of the second heat transfer element 21 is thus perpendicular to the main extension direction of the first heat transfer element 20.
  • the second heat transfer element 21 is provided at least substantially for transmitting the thermal energy from the heating fluid to the fluid to be heated.
  • the second heat transfer element 21 is assigned to a second group of heat transfer elements 21.
  • the second group of heat transfer elements 21 comprises a plurality of at least substantially identical to one another second heat transfer elements 21, which are arranged in particular in the main heat transfer region 18.
  • a third heat exchanger element 22 of the heat exchanger elements 20, 21, 22 is arranged in a transition region between the Bankfluidein211 Geb 16 and the main heat transfer region 18.
  • the third heat transfer element 22 is arranged at least a large part in the Bankfluideinindustrial Scheme 16.
  • the third heat exchanger element 22 is designed as a further heat exchanger wall and / or further fin.
  • An extension direction of the third heat transfer element 22 in the main flow direction 30 of the heating fluid is parallel to the main extension direction of the first heat transfer element 20.
  • the extension length of the third heat transfer element 22 in the main flow direction 30 is at least 10%, preferably at least 20% and more preferably at least 30% shorter a main extension length of the first heat transfer element 20, in particular in the main flow direction 30.
  • the third heat transfer element 22 is the first heat transfer element 20 fluidly, in particular in the main flow direction 30 of the heating fluid, downstream.
  • the third heat transfer element 22 is provided at least essentially for guiding the heating fluid, in particular in the direction of the main heat transfer region 18.
  • the third heat transfer element 22 is a third group of heat transfer elements 22 assigned.
  • the third group of heat exchanger elements 22 comprises ten third heat exchanger elements 22 formed at least substantially identically to one another. Main extension planes of the third heat exchanger elements 22 of the third group are arranged parallel to one another.
  • third heat exchanger elements could also be replaced by first heat exchanger elements and / or completely dispensed with third heat exchanger elements.
  • the heat exchanger and in particular each group of heat exchanger elements could also have any other number of heat exchanger elements and / or any differently shaped heat exchanger elements.
  • the Schufluideinglazed Schemes 16 about eighteen main flow areas 32.
  • the second heat exchanger elements 21 define exactly one, in particular fluidically related, further main flow region 34. Accordingly, the Schufluideinfueled Quarry 16 a first number of main flow areas 32 and the main heat transfer area 18 a different from the first number second number of other main flow areas 34.
  • the heat exchanger 10 has at least one emission reduction unit 12.
  • the heat exchanger 10 comprises exactly one emission reduction unit 12.
  • the emission reduction unit 12 is provided to reduce a pollutant emission of the heat exchanger 10, in particular in a comparison to a heat exchanger without emission reduction unit.
  • the emission reduction unit 12 is at least provided to reduce carbon monoxide emission by at least 40%.
  • the emission reduction unit 12 is intended to reduce the pollutant emission by means of a physical process.
  • the emission reduction unit 12 is provided to optimize a heat transfer of the heat exchanger 10, in particular in Walkerfluidein réelle Edition 16, and thereby in particular a pollutant conversion rate, in particular a carbon monoxide-carbon dioxide conversion rate, especially in Walkerfluideinglazed Switzerland 16, to improve.
  • the emission reduction unit 12 has at least one emission reduction element 24, 26.
  • the emission reduction unit 12 comprises a plurality of emission reduction elements 24, 26, in particular 38 emission reduction elements 24, 26.
  • the emission reduction elements 24, 26 are at least substantially identical to one another.
  • the emission reduction elements 24, 26 are arranged in the flow region 14 of the heating fluid.
  • the emission reduction elements 24, 26 are further completely disposed in the Schufluidein Hyundai Society 16.
  • the emission reduction elements 24, 26 are arranged in the main flow areas 32. In the present case, exactly two emission reduction elements 24, 26, in particular an emission reduction element 24 and a further emission reduction element 26, are arranged in each main flow region 32.
  • the further emission reduction element 26 is connected downstream of the emission reduction element 24 in terms of fluid technology. Furthermore, the emission reduction element 24 is arranged on the first heat transfer element 20 and, in the present case, in particular in one piece with the first heat transfer element 20. In addition, the further emission reduction element 26 is arranged on the third heat transfer element 22 and, in the present case, in particular in one piece with the third heat transfer element 22. Alternatively, however, it is also conceivable to form an emission reduction element and / or a further emission reduction element separately from a first heat transfer element and / or a third heat transfer element.
  • the emission reduction elements 24, 26 are formed as contour elements.
  • the emission reduction elements 24, 26 in this case have main directions of extension 28, which are arranged at least substantially perpendicular to a main flow direction 30 of the heating fluid.
  • the main extension directions 28 of the emission reduction elements 24, 26 are aligned parallel to the main extension directions of the second heat transfer elements 21.
  • the emission reduction elements 24, 26 extend over an entire height of the first heat transfer elements 20 and / or the second heat transfer elements 21.
  • the emission reduction elements 24, 26 can have an arbitrary shape and / or contour in the main extension direction 28 of the emission reduction elements 24, 26 (cf. in particular also FIGS. 4 and 5 ).
  • FIGS. 1 to 3 have the emission reduction elements 24, 26 in the main extension direction 28 of the emission reduction elements 24, 26 viewed an oval, in particular semicircular, shape and / or contour.
  • the emission reduction elements 24, 26 are formed at least substantially cylinder jacket-shaped.
  • the emission reduction elements 24, 26 are provided to increase a degree of turbulence in a flow of the heating fluid and thereby in particular to optimize a heat transfer between the heating fluid, the first heat transfer elements 20 and the third heat transfer elements 22 and in particular in the Schufluideinfuel Society 16.
  • the emission reduction elements 24, 26 are provided, due to the increase in turbulence, to lower a temperature of the heating fluid, in particular in the main heat transfer area 18, by at least 2%, advantageously by at least 5% and particularly preferably by at least 10%, whereby in particular a uniform heat flow in the main heat transfer region 18 and / or at least substantially over the entire main extension of the heat exchanger 10 can be achieved.
  • the emission reduction elements 24, 26 are provided to at least partially prevent and / or block a propagation of the heating fluid with at least substantially maximum fluid temperature and thus in particular a high carbon monoxide concentration in the main heat transfer region 18, whereby in particular a residence time of the heating fluid in the heat exchanger 10th is increased in a for a pollutant conversion rate, in particular a carbon monoxide-carbon dioxide conversion rate, favorable temperature range.
  • a pollutant emission can advantageously be reduced.
  • an emission reduction unit may be provided to reduce the pollutant emission by means of a biological and / or chemical process. It is conceivable, in particular, to use and / or combine several, in particular different, emission reduction units.
  • at least one emission reduction element could be arranged in another region of a heat exchanger and / or be designed to be movable, whereby, for example, an optimization can also take place during operation of the heater device.
  • emission reduction elements could not extend over an entire height of heat transfer elements and / or protrude beyond heat transfer elements.
  • FIG. 2b Size ratios of the emission reduction elements 24, 26 and / or the main flow areas 32 are shown. Since the emission reduction elements 24, 26 and the heat transfer elements 20, 21, 22 are at least substantially identical to each other, the size ratios are described below only with respect to the emission reduction element 24, the first heat transfer element 20 and the third heat transfer element 22, the following description also applies to the other emission reduction elements 24, 26 and / or first heat exchanger elements 20 and third heat exchanger elements 22 can be adopted.
  • a ratio of a width d 2 of the emission reduction element 24, in particular an extension of the emission reduction element 24 in the main flow direction 30, to a height d 1 of the emission reduction element 24, in particular an extension of the emission reduction element 24 from a base surface of the first heat transfer element 20 in the direction of the third heat transfer element 22 corresponds in the present case between 0.3 and 3, preferably between 0.4 and 2.5 and more preferably between 0.5 and 2
  • a ratio of a distance d 4 which in particular indicates a mean distance of the emission reduction element 24 from an end of the first heat transfer element 20 facing the heating unit, to a distance d 3 , which in particular a distance between the first heat transfer element 20 and the third heat transfer element 22 and
  • a transverse extent of a main flow region 32 in the present case between 0.15 and 1.5, preferably between 0.2 and 1.25 and particularly preferably between 0.25 and 1.
  • a ratio of the height d 1 of the emission reduction element 24 to the distance d 3 in the present case between 0.1 and 0.95, preferably between 0.15 and 0.85 and more preferably between 0.2 and 0.75.
  • FIG. 3 Figure 12 also shows a graph of pollutant emission, particularly carbon monoxide emission, with emission reduction unit 12 and without the emission reduction unit.
  • On an abscissa axis 40 a distance, in particular in the main flow direction 30 over an entire main extension of the heat exchanger 10, is shown.
  • An ordinate axis 42 is designed as a size axis and in particular characterizes a pollutant emission.
  • a curve 44 shows by way of example a pollutant emission, in particular a carbon monoxide emission, without emission reduction unit.
  • a curve 46 shows by way of example a pollutant emission, in particular a carbon monoxide emission, with the emission reduction unit 12.
  • the emission reduction element 24 and further emission reduction elements 24 arranged equivalently to the emission reduction element 24 are arranged approximately at a position x 1 in the present case, while the further emission reduction element 26 and further equivalent to the further emission reduction element 26 arranged further emission reduction elements 26 are arranged approximately at a position x 2 .
  • FIG. 3 can be seen that the increase of the degree of turbulence and / or the improved mixing of the heating fluid in the Edelfluideinfuel Society 16, in particular at the positions x 1 and x 2 , to an improved pollutant conversion rate, in particular a carbon monoxide-carbon dioxide conversion rate, in the Schufluideinfuel Society 16 results, whereby a carbon monoxide concentration in the main heat transfer region 18, in particular from a value E 1 , which corresponds to a carbon monoxide concentration of a heat exchanger without emission reduction unit, decreases to a value E 2 .
  • the value E 2 is reduced in this case compared to the value E 1 by about 40%.
  • emission reduction elements 24, 26 are shown.
  • the emission reduction elements 24, 26 may be formed both as an increase and as a recess.

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Heizgerätevorrichtung, mit zumindest einem Wärmeübertrager (10). Es wird vorgeschlagen, dass der Wärmeübertrager (10) zumindest eine Emissionsreduktionseinheit (12) aufweist, welche dazu vorgesehen ist, zumindest eine SchadstoffEmission zu reduzieren.

Description

    Stand der Technik
  • Aus dem Stand der Technik sind Heizgeräte mit zumindest einem Wärmeübertrager bekannt.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Die Erfindung geht aus von einer Heizgerätevorrichtung, vorteilhaft zur Heizungs- und/oder Warmwasserbereitung, mit zumindest einem, vorteilhaft genau einem, Wärmeübertrager.
  • Es wird vorgeschlagen, dass der Wärmeübertrager zumindest eine, vorteilhaft genau eine, Emissionsreduktionseinheit aufweist, welche dazu vorgesehen ist, insbesondere mittels wenigstens eines biologischen, chemischen und/oder physikalischen Prozesses, zumindest eine Schadstoff-Emission, insbesondere des Wärmeübertragers, zu reduzieren, insbesondere in einem Vergleich zu einem Wärmeübertrager ohne Emissionsreduktionseinheit. Unter "vorgesehen" soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
  • Unter einer "Heizgerätevorrichtung" soll in diesem Zusammenhang insbesondere zumindest ein Teil, insbesondere eine Unterbaugruppe, eines Heizgeräts, vorteilhaft eines Heizungs- und/oder Warmwasserbereitungsgeräts, verstanden werden. Insbesondere kann die Heizgerätevorrichtung auch das gesamte Heizgerät, insbesondere das gesamte Heizungs- und/oder Warmwasserbereitungsgerät, umfassen. Insbesondere kann die Heizgerätevorrichtung dabei zumindest eine Heizeinheit aufweisen. In diesem Zusammenhang soll unter einer "Heizeinheit" insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche insbesondere dazu vorgesehen ist, Energie, insbesondere elektrische Energie, Bioenergie und/oder vorteilhaft fossile Energie, insbesondere mittelbar und/oder vorteilhaft unmittelbar, in Wärme umzuwandeln und dabei insbesondere zumindest ein Heizfluid, insbesondere Heizgas, vorteilhaft Verbrennungsgas, bereitzustellen und/oder zu erzeugen. Vorteilhaft ist die Heizeinheit dabei als Ölbrenner und/oder Gasbrenner ausgebildet.
  • Der Wärmeübertrager steht insbesondere mit der Heizeinheit in Wirkverbindung. Zudem weist der Wärmeübertrager insbesondere zumindest ein Wärmeübertragerelement auf, welches insbesondere dazu vorgesehen ist, thermische Energie, insbesondere mittelbar und/oder unmittelbar, von zumindest einem ersten Fluid, vorteilhaft einem Heizfluid, insbesondere dem Heizfluid der Heizeinheit, auf zumindest ein zweites Fluid, vorteilhaft ein Kühlfluid und/oder ein zu heizendes Fluid, besonders bevorzugt Wasser, zu übertragen. Vorteilhaft ist das Wärmeübertragerelement zumindest teilweise in einem Strömungsbereich des Heizfluids angeordnet. Bevorzugt umfasst der Wärmeübertrager dabei zumindest ein erstes Wärmeübertragerelement und zumindest ein, zu dem ersten Wärmeübertragerelement wesentlich verschiedenes, zweites Wärmeübertragerelement. Unter "wesentlich verschiedenen" Objekten sollen dabei insbesondere Objekte verstanden werden, deren Volumen, Konturen und/oder Materialzusammensetzungen sich um wenigstens 10 %, vorzugsweise um wenigstens 20 % und besonders bevorzugt um wenigstens 30 % voneinander unterscheiden. Ferner definiert und/oder begrenzt der Wärmeübertrager vorteilhaft zumindest einen Heizfluideinführbereich und besonders bevorzugt zumindest einen, insbesondere dem Heizfluideinführbereich fluidtechnisch nachgeschalteten, Hauptwärmeübertragungsbereich. Vorteilhaft ist der Heizfluideinführbereich dabei in einem Nahbereich der Heizeinheit und/oder in einem Bereich einer zumindest im Wesentlichen maximalen Heizfluidtemperatur angeordnet. Besonders bevorzugt unterscheiden sich der Heizfluideinführbereich und der Hauptwärmeübertragungsbereich in zumindest einem, vorteilhaft sichtbaren, materialtechnischen und/oder funktionellen, Merkmal voneinander. Besonders bevorzugt ist das erste Wärmeübertragerelement in dem Heizfluideinführbereich und das, insbesondere von dem ersten Wärmeübertragerelement wesentlich verschiedene, zweite Wärmeübertragerelement in dem Hauptwärmeübertragungsbereich angeordnet.
  • Unter einem "Nahbereich" soll dabei insbesondere ein räumlicher Bereich verstanden werden, welcher aus Punkten gebildet ist, die weniger als ein Drittel, vorzugsweise weniger als ein Viertel und besonders bevorzugt weniger als ein Fünftel einer Haupterstreckungslänge des Wärmeübertragers von einem Referenzpunkt und/oder einem Referenzbauteil entfernt sind und/oder die jeweils einen Abstand von höchstens 20 cm, vorzugsweise von höchstens 15 cm und besonders bevorzugt von höchstens 10 cm von einem Referenzpunkt und/oder einem Referenzbauteil aufweisen. Unter einer "Haupterstreckungslänge" eines Objekts soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Erstreckungslänge des Objekts in eine Haupterstreckungsrichtung des Objekts verstanden werden. Unter einer "Haupterstreckungsrichtung" eines Objekts soll insbesondere eine Richtung verstanden werden, welche parallel zu einer längsten Kante und/oder Seite eines kleinsten das Objekt gerade noch umschließenden, insbesondere gedachten, Quaders ist. Ferner soll unter einer "zumindest im Wesentlichen maximalen Heizfluidtemperatur" insbesondere eine Temperatur des Heizfluids verstanden werden, welche von einer maximalen Temperatur des Heizfluids um höchstens 35 %, vorzugsweise um höchstens 25 % und besonders bevorzugt um höchstens 15 % abweicht.
  • Die Emissionsreduktionseinheit könnte dabei zumindest teilweise als beliebige Emissionsreduktionseinheit ausgebildet sein, wie beispielsweise als Filtereinheit und/oder als Katalysator und dabei insbesondere die Schadstoff-Emission mittels eines biologischen und/oder chemischen Prozesses reduzieren. Vorteilhaft ist die Emissionsreduktionseinheit jedoch als Wärmeübertragoptimierungseinheit ausgebildet und insbesondere dazu vorgesehen, die Schadstoff-Emission mittels eines physikalischen Prozesses zu reduzieren, insbesondere mittels einer Optimierung eines Wärmeübertrags, insbesondere des Wärmeübertragers, insbesondere in dem Hauptwärmeübertragungsbereich und/oder vorteilhaft in dem Heizfluideinführbereich. Unter einer "Schadstoff-Emission" soll dabei insbesondere der Ausstoß und/oder Austrag von zumindest einem Schadstoff, wie beispielsweise Kohlenstoffmonoxid (CO), Schwefeldioxid (SO2), zumindest einem Stickoxid (NOx), insbesondere Stickstoffmonoxid (NO), Stickstoffdioxid (NO2) und/oder Distickstoffoxid (N2O), und/oder zumindest einem Kohlenwasserstoff, und/oder mehreren Schadstoffen verstanden werden. Ferner soll unter dem Ausdruck "reduzieren" insbesondere um zumindest 1 %, vorteilhaft um zumindest 2 % und besonders bevorzugt um zumindest 5 % reduzieren, insbesondere im Vergleich zu einem Wärmeübertrager ohne Emissionsreduktionseinheit, verstanden werden. Durch diese Ausgestaltung kann eine Heizgerätevorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Effizienz, insbesondere einer Umwelteffizienz, einer Leistungseffizienz und/oder einer Kosteneffizienz, bereitgestellt werden. Zudem kann eine Heizgerätevorrichtung mit hoher Flexibilität, Stabilität und/oder Leistungsdichte bereitgestellt werden.
  • Ist die Emissionsreduktionseinheit zumindest zu einer Reduktion einer Kohlenstoffmonoxid-Emission vorgesehen, kann vorteilhaft eine Schadstoff-Emission einer Hauptschadstoffquelle reduziert werden.
  • Eine gesundheitliche Gefährdung eines Benutzers und/oder einer Person, insbesondere aufgrund der Schadstoff-Emission, kann insbesondere dann minimiert werden, wenn die Emissionsreduktionseinheit dazu vorgesehen ist, die Schadstoff-Emission um zumindest 10 %, vorteilhaft um zumindest 15 %, vorzugsweise um zumindest 20 %, besonders bevorzugt um zumindest 25 % und besonders bevorzugt um zumindest 30 % zu reduzieren.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass die Emissionsreduktionseinheit zumindest teilweise, vorzugsweise zu wenigstens einem Großteil und besonders bevorzugt vollständig, in einem Strömungsbereich zumindest eines Heizfluids, insbesondere des bereits zuvor genannten Heizfluids, insbesondere der Heizeinheit, angeordnet ist. Unter dem Ausdruck "zu wenigstens einem Großteil" sollen dabei insbesondere zumindest 55 %, vorteilhaft zumindest 65 %, vorzugsweise zumindest 75 %, besonders bevorzugt zumindest 85 % und besonders vorteilhaft zumindest 95 % verstanden werden. Hierdurch kann insbesondere eine besonders einfache Wirkung und/oder eine besonders kompakte Bauweise erreicht werden.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Wärmeübertrager zumindest einen Heizfluideinführbereich, insbesondere den bereits zuvor genannten Heizfluideinführbereich, definiert, in welchem die Emissionsreduktionseinheit zumindest teilweise, vorzugsweise zu wenigstens einem Großteil und besonders bevorzugt vollständig, angeordnet ist. Hierdurch kann insbesondere eine Schadstoffemissionsreduktion vorteilhaft gesteigert werden, insbesondere da bereits zu Beginn eines Wärmeübertrags eine Schadstoffkonzentration reduziert werden kann.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Wärmeübertrager zumindest ein Wärmeübertragerelement, insbesondere das bereits zuvor genannte Wärmeübertragerelement und vorteilhaft das erste Wärmeübertragerelement, aufweist, mit welchem die Emissionsreduktionseinheit zumindest teilweise einstückig ausgebildet ist. Darunter, dass ein Objekt mit einem weiteren Objekt "zumindest teilweise einstückig ausgebildet" ist soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass zumindest ein Bauteil des Objekts und/oder das Objekt einstückig mit zumindest einem Bauteil des weiteren Objekts und/oder dem weiteren Objekt ausgebildet ist. Unter "einstückig" soll in diesem Zusammenhang insbesondere zumindest stoffschlüssig verbunden und/oder miteinander ausgebildet verstanden werden. Der Stoffschluss kann beispielsweise durch einen Klebeprozess, einen Anspritzprozess, einen Schweißprozess, einen Lötprozess und/oder einen anderen Prozess hergestellt werden. Vorteilhaft soll unter einstückig aus einem Stück und/oder in einem Stück geformt verstanden werden. Vorzugsweise wird dieses eine Stück aus einem einzelnen Rohling, einer Masse und/oder einem Guss, wie beispielsweise in einem Extrusionsverfahren, insbesondere einem Ein- und/oder Mehrkomponenten-Extrusionsverfahren, und/oder einem Spritzgussverfahren, insbesondere einem Ein- und/oder Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren, hergestellt. Hierdurch können insbesondere Kosten reduziert und/oder ein Fertigungsprozess vereinfacht werden. Zudem kann vorteilhaft eine besonders robuste und/oder stabile Heizgerätevorrichtung bereitgestellt werden, wodurch insbesondere eine Standzeit und/oder eine Dauerfestigkeit erhöht werden kann.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Emissionsreduktionseinheit zumindest ein Emissionsreduktionselement umfasst, welches dazu vorgesehen ist, zumindest einen Turbulenzgrad in zumindest einer Strömung zumindest eines Heizfluids, insbesondere des bereits zuvor genannten Heizfluids, insbesondere der Heizeinheit, zu erhöhen, insbesondere im Vergleich zu einer Strömung des Heizfluids ohne Emissionsreduktionselement, insbesondere mittels einer Bewegung und/oder vorteilhaft einer speziellen Form und/oder Kontur, und hierdurch insbesondere einen Wärmeübertrag, insbesondere zwischen dem Heizfluid und dem zumindest einen Wärmeübertragerelement, zu optimieren. Insbesondere ist das Emissionsreduktionselement dabei dazu vorgesehen, eine Störung und/oder eine Verwirbelung in die Strömung des Heizfluids einzubringen und/oder die Strömung des Heizfluids zumindest teilweise zu blockieren. Vorteilhaft dient das Emissionsreduktionselement als Hindernis für das Heizfluid. Das Emissionsreduktionselement kann dabei insbesondere als separates Emissionsreduktionselement, als Erhöhung relativ zu einem Wärmeübertragerelement und/oder als Ausnehmung eines Wärmeübertragerelements ausgebildet sein. Das Emissionsreduktionselement kann dabei, insbesondere in einer Draufsicht und/oder bei Betrachtung senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene des Wärmeübertragers, eine beliebige Form und/oder Kontur aufweisen, insbesondere zumindest im Wesentlichen oval, wie beispielsweise zumindest im Wesentlichen elliptisch, zumindest im Wesentlichen kreisförmig und/oder zumindest im Wesentlichen halbkreisförmig, zumindest im Wesentlichen viereckig, wie beispielsweise zumindest im Wesentlichen rechteckig, zumindest im Wesentlichen quadratisch, zumindest im Wesentlichen trapezförmig und/oder zumindest im Wesentlichen rautenförmig, und/oder zumindest im Wesentlichen dreieckig. Unter einem "zumindest im Wesentlichen x-förmigen" Objekt soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Objekt verstanden werden, welches von einem x-förmigen Referenzobjekt mit einem Flächenanteil von höchstens 15 %, vorzugsweise von höchstens 10 % und besonders bevorzugt von höchstens 5 % abweicht. Ferner soll unter einer "Haupterstreckungsebene" eines Objekts insbesondere eine Ebene verstanden werden, welche parallel zu einer größten Seitenfläche eines kleinsten, insbesondere gedachten, Quaders ist, welcher das Objekt gerade noch vollständig umschließt, und vorzugsweise durch einen Mittelpunkt, insbesondere einen geometrischen Mittelpunkt, des Quaders verläuft. Besonders bevorzugt weist die Emissionsreduktionseinheit eine Mehrzahl von, vorzugsweise zumindest im Wesentlichen identisch ausgebildeten, Emissionsreduktionselementen, insbesondere zumindest zwei, zumindest vier und/oder zumindest acht Emissionsreduktionselemente, auf. Vorteilhaft weist die Emissionsreduktionseinheit dabei eine gerade Anzahl an Emissionsreduktionselementen auf. Unter der Wendung "zumindest im Wesentlichen identisch" soll dabei insbesondere, abgesehen von Fertigungstoleranzen und/oder im Rahmen fertigungstechnischer Möglichkeiten und/oder im Rahmen standardisierter Toleranzen, identisch verstanden werden. Hierdurch kann insbesondere ein Wärmeübertrag, insbesondere zwischen dem Heizfluid und dem Wärmeübertragerelement, optimiert werden, wodurch vorteilhaft eine Schadstoff-Konversionsrate, insbesondere eine KohlenstoffmonoxidKohlenstoffdioxid-Konversionsrate, erhöht werden kann. Zudem kann vorteilhaft eine Standzeit und/oder eine Dauerfestigkeit, insbesondere aufgrund einer zumindest im Wesentlichen gleichförmigen Belastung, insbesondere Temperaturbelastung, des Wärmeübertragers, verbessert werden.
  • Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass eine Haupterstreckungsrichtung des Emissionsreduktionselements zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Hauptströmungsrichtung des Heizfluids angeordnet ist. In diesem Zusammenhang soll der Ausdruck "zumindest im Wesentlichen senkrecht" insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung definieren, wobei die Richtung und die Bezugsrichtung, insbesondere in einer Ebene betrachtet, einen Winkel insbesondere zwischen 82° und 98°, vorteilhaft zwischen 85° und 95° und besonders bevorzugt zwischen 88° und 92° einschließen. Hierdurch kann vorteilhaft ein Turbulenzgrad weiter erhöht werden.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass die Emissionsreduktionseinheit zumindest ein, vorteilhaft zu dem Emissionsreduktionselement zumindest im Wesentlichen identisch ausgebildetes, weiteres Emissionsreduktionselement umfasst, welches in eine Hauptströmungsrichtung des Heizfluids gesehen dem Emissionsreduktionselement fluidtechnisch nachgeschaltet ist. Hierdurch kann insbesondere ein Turbulenzgrad weiter verbessert und/oder eine Schadstoff-Konversionsrate vorteilhaft begünstigt werden.
  • Definiert der Wärmeübertrager zumindest einen Heizfluideinführbereich, insbesondere den bereits zuvor genannten Heizfluideinführbereich, mit einer ersten Anzahl an Hauptströmungsbereichen, insbesondere des Heizfluids, und zumindest einen dem Heizfluideinführbereich fluidtechnisch nachgeschalteten Hauptwärmeübertragungsbereich, insbesondere den bereits zuvor genannten Hauptwärmeübertragungsbereich, mit einer von der ersten Anzahl verschiedenen zweiten Anzahl an weiteren Hauptströmungsbereichen, kann insbesondere ein besonders vorteilhafter und/oder optimierter Wärmeübertrag, insbesondere zwischen dem Heizfluid und dem zumindest einen Wärmeübertragerelement, erreicht werden, wodurch vorteilhaft eine Schadstoff-Konversionsrate weiter begünstigt werden kann. Bevorzugt entspricht der Hauptwärmeübertragungsbereich dabei einem zumindest abschnittsweise strömungstechnisch zusammenhängenden Strömungsbereich des Heizfluids. In diesem Zusammenhang soll unter einem "Hauptströmungsbereich" insbesondere ein definierter Strömungsbereich, insbesondere des Heizfluids, verstanden werden, welcher insbesondere mittels zumindest eines Trennelements, vorteilhaft einem Wärmeübertragerelement, räumlich getrennt und vorteilhaft beabstandet von einem, insbesondere zumindest im Wesentlich identischen, zweiten Hauptströmungsbereich ist. Vorteilhaft sind Haupterstreckungsrichtungen von zumindest zwei Hauptströmungsbereichen, insbesondere zumindest in dem Heizfluideinführbereich, zumindest im Wesentlichen parallel zueinander. Unter "zumindest im Wesentlichen parallel" soll hier insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung, insbesondere in einer Ebene, verstanden werden, wobei die Richtung gegenüber der Bezugsrichtung eine Abweichung insbesondere kleiner als 8°, vorteilhaft kleiner als 5° und besonders vorteilhaft kleiner als 2° aufweist.
  • Zudem geht die Erfindung aus von einem Verfahren zum Betrieb einer Heizgerätevorrichtung, vorteilhaft zur Heizungs- und/oder Warmwasserbereitung, mit zumindest einem, vorteilhaft genau einem, Wärmeübertrager, wobei zumindest eine Schadstoff-Emission, insbesondere des Wärmeübertragers, mittels zumindest einer, vorteilhaft genau einer, Emissionsreduktionseinheit des Wärmeübertragers, insbesondere mittels wenigstens eines biologischen, chemischen und/oder physikalischen Prozesses reduziert wird, insbesondere in einem Vergleich zu einem Wärmeübertrager ohne Emissionsreduktionseinheit. Hierdurch kann insbesondere eine Effizienz, insbesondere eine Umwelteffizienz, eine Leistungseffizienz und/oder eine Kosteneffizienz, verbessert werden.
  • Die Heizgerätevorrichtung soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die Heizgerätevorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
    • Zeichnung
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    ein Teil eines Heizgeräts mit einer Heizgerätevorrichtung, welche eine Emissionsreduktionseinheit umfasst, in einer perspektivischen Darstellung,
    Fig. 2a-b
    ein Ausschnitt der Heizgerätevorrichtung in einer Draufsicht,
    Fig. 3
    ein Schaubild einer Schadstoff-Emission mit und ohne die Emissionsreduktionseinheit,
    Fig. 4
    mögliche Ausgestaltungen eines Emissionsreduktionselements der Emissionsreduktionseinheit in einer schematischen Darstellung und
    Fig. 5
    weitere mögliche Ausgestaltungen eines Emissionsreduktionselements der Emissionsreduktionseinheit in einer schematischen Darstellung.
    Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Figur 1 zeigt einen Teil eines Heizgeräts 36 in einer perspektivischen Darstellung. Das Heizgerät 36 ist im vorliegenden Fall als Warmwasserbereitungsgerät ausgebildet. Das Heizgerät 36 ist demnach zur Warmwasserbereitung, insbesondere Trinkwasserbereitung, vorgesehen. Alternativ ist jedoch auch denkbar, ein Heizgerät als Heizungswasserbereitungsgerät, als Heizungs- und Warmwasserbereitungsgerät, als Brennwertgerät und/oder als beliebiges anderes Heizgerät, vorteilhaft Wärmerückgewinnungsgerät, auszubilden.
  • Das Heizgerät 36 weist eine Heizgerätevorrichtung auf. Die Heizgerätevorrichtung umfasst eine Heizeinheit (nicht dargestellt). Die Heizeinheit ist im vorliegenden Fall als Gasbrenner ausgebildet. Die Heizeinheit ist dazu vorgesehen, ein Gemisch aus einer Verbrennungsluft und einem Brennstoff, insbesondere Gas, zu verbrennen. Dabei ist die Heizeinheit dazu vorgesehen, ein Heizfluid, im vorliegenden Fall insbesondere ein Verbrennungsgas, zu erzeugen. Alternativ ist denkbar, eine Heizeinheit als Ölbrenner und/oder beliebige andere Heizeinheit auszubilden. Zudem ist denkbar, auf eine Heizeinheit zu verzichten und ein Heizgerät mittels einer externen Heizeinheit zu speisen.
  • Die Heizgerätevorrichtung umfasst einen Wärmeübertrager 10. Der Wärmeübertrager 10 steht mit der Heizeinheit in Wirkverbindung. Der Wärmeübertrager 10 ist im vorliegenden Fall zumindest im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet. Alternativ könnte ein Wärmeübertrager auch eine beliebige andere äußere und/oder innere Form aufweisen, wie beispielsweise zumindest im Wesentlichen zylinderförmig und/oder kugelförmig. Eine Haupterstreckungsrichtung des Wärmeübertragers 10 definiert dabei eine Hauptströmungsrichtung 30 des Heizfluids. Der Wärmeübertrager 10 weist ein Gehäuse 38 auf. Das Gehäuse 38 ist als Außengehäuse ausgebildet. Das Gehäuse 38 ist zumindest zweiteilig ausgebildet, wobei in Figur 1, insbesondere der Übersichtlichkeit halber lediglich ein erstes Gehäuseteil des Gehäuses 38 dargestellt ist. Grundsätzlich ist jedoch auch denkbar, ein Gehäuse einstückig auszubilden. Das Gehäuse 38 definiert einen Aufnahmebereich für das Heizfluid. Der Aufnahmebereich entspricht einem Strömungsbereich 14 des Heizfluids. Ferner definiert der Wärmeübertrager 10 einen Heizfluideinführbereich 16. Der Heizfluideinführbereich 16 entspricht einem der Heizeinheit zugewandten Bereich des Wärmeübertragers 10 und insbesondere in Figur 1 einem oberen Bereich des Wärmeübertragers 10. Darüber hinaus definiert der Wärmeübertrager 10 einen Hauptwärmeübertragungsbereich 18. Der Hauptwärmeübertragungsbereich 18 ist dem Heizfluideinführbereich 16 fluidtechnisch, insbesondere in Hauptströmungsrichtung 30 des Heizfluids betrachtet, nachgeschaltet. Der Hauptwärmeübertragungsbereich 18 entspricht somit einem der Heizeinheit abgewandten Bereich des Wärmeübertragers 10. Der Hauptwärmeübertragungsbereich 18 schließt dabei unmittelbar an den Heizfluideinführbereich 16 an.
  • Zur Übertragung von thermischer Energie von dem Heizfluid auf ein zu heizendes Fluid, im vorliegenden Fall insbesondere Wasser, umfasst der Wärmeübertrager 10 zumindest ein Wärmeübertragerelement 20, 21, 22. Im vorliegenden Fall weist der Wärmeübertrager 10 eine Vielzahl von Wärmeübertragerelementen 20, 21, 22 auf, wobei in Figur 1 der Übersichtlichkeit halber lediglich drei Wärmeübertragerelemente 20, 21, 22 mit Bezugszeichen versehen sind. Die Wärmeübertragerelemente 20, 21, 22 sind in dem Aufnahmebereich des Gehäuses 38 und/oder dem Strömungsbereich 14 angeordnet. Der Wärmeübertrager 10 umfasst zumindest zwei wesentlich verschieden voneinander ausgebildete Wärmeübertragerelemente 20, 21, 22. Im vorliegenden Fall weist der Wärmeübertrager 10 drei wesentlich verschieden ausgebildete Wärmeübertragerelemente 20, 21, 22 auf. Alternativ könnte ein Wärmeübertrager jedoch auch genau zwei wesentlich verschieden ausgebildete Wärmeübertragerelemente aufweisen und/oder eine beliebige andere Anzahl, wie beispielsweise zumindest vier und/oder zumindest fünf, wesentlich verschiedener Wärmeübertragerelemente.
  • Ein erstes Wärmeübertragerelement 20 der Wärmeübertragerelemente 20, 21, 22 ist vollständig in dem Heizfluideinführbereich 16 angeordnet. Das erste Wärmeübertragerelement 20 ist als Wärmeübertragerwand und/oder Finne ausgebildet. Eine Haupterstreckungsrichtung des ersten Wärmeübertragerelements 20 ist parallel zur Hauptströmungsrichtung 30 des Heizfluids angeordnet. Das erste Wärmeübertragerelement 20 ist zumindest im Wesentlichen zu einer Führung des Heizfluids, insbesondere in Richtung des Hauptwärmeübertragungsbereichs 18, vorgesehen. Das erste Wärmeübertragerelement 20 ist einer ersten Gruppe von Wärmeübertragerelementen 20 zugeordnet. Die erste Gruppe von Wärmeübertragerelementen 20 umfasst im vorliegenden Fall neun zumindest im Wesentlichen identisch zueinander ausgebildete erste Wärmeübertragerelemente 20. Haupterstreckungsebenen der ersten Wärmeübertragerelemente 20 der ersten Gruppe sind dabei parallel zueinander angeordnet.
  • Ein zweites Wärmeübertragerelement 21 der Wärmeübertragerelemente 20, 21, 22 ist vollständig in dem Hauptwärmeübertragungsbereich 18 angeordnet. Das zweite Wärmeübertragerelement 21 ist als Wärmeübertragerbolzen und/oder Pin ausgebildet. Das zweite Wärmeübertragerelement 21 ist zumindest im Wesentlichen zylinderförmig, insbesondere kreiszylinderförmig, ausgebildet. Eine Haupterstreckungsrichtung des zweiten Wärmeübertragerelements 21 ist senkrecht zur Hauptströmungsrichtung 30 des Heizfluids angeordnet. Die Haupterstreckungsrichtung des zweiten Wärmeübertragerelements 21 ist somit senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung des ersten Wärmeübertragerelements 20. Das zweite Wärmeübertragerelement 21 ist zumindest im Wesentlichen zur Übertragung der thermischen Energie von dem Heizfluid auf das zu heizende Fluid vorgesehen. Das zweite Wärmeübertragerelement 21 ist einer zweiten Gruppe von Wärmeübertragerelementen 21 zugeordnet. Die zweite Gruppe von Wärmeübertragerelementen 21 umfasst eine Vielzahl zumindest im Wesentlichen identisch zueinander ausgebildeter zweiter Wärmeübertragerelemente 21, welche insbesondere in dem Hauptwärmeübertragungsbereich 18 angeordnet sind.
  • Ein drittes Wärmeübertragerelement 22 der Wärmeübertragerelemente 20, 21, 22 ist in einem Übergangsbereich zwischen dem Heizfluideinführbereich 16 und dem Hauptwärmeübertragungsbereich 18 angeordnet. Das dritte Wärmeübertragerelement 22 ist dabei zu wenigstens einem Großteil in dem Heizfluideinführbereich 16 angeordnet. Das dritte Wärmeübertragerelement 22 ist als weitere Wärmeübertragerwand und/oder weitere Finne ausgebildet. Eine Erstreckungsrichtung des dritten Wärmeübertragerelements 22 in Hauptströmungsrichtung 30 des Heizfluids ist parallel zur Haupterstreckungsrichtung des ersten Wärmeübertragerelements 20. Die Erstreckungslänge des dritten Wärmeübertragerelements 22 in Hauptströmungsrichtung 30 ist um zumindest 10 %, vorzugsweise um zumindest 20 % und besonders bevorzugt um zumindest 30 %, kürzer als eine Haupterstreckungslänge des ersten Wärmeübertragerelements 20, insbesondere in Hauptströmungsrichtung 30. Das dritte Wärmeübertragerelement 22 ist dem ersten Wärmeübertragerelement 20 fluidtechnisch, insbesondere in Hauptströmungsrichtung 30 des Heizfluids betrachtet, nachgeschaltet. Das dritte Wärmeübertragerelement 22 ist zumindest im Wesentlichen zu einer Führung des Heizfluids, insbesondere in Richtung des Hauptwärmeübertragungsbereichs 18, vorgesehen. Das dritte Wärmeübertragerelement 22 ist einer dritten Gruppe von Wärmeübertragerelementen 22 zugeordnet. Die dritte Gruppe von Wärmeübertragerelementen 22 umfasst im vorliegenden Fall zehn zumindest im Wesentlichen identisch zueinander ausgebildete dritte Wärmeübertragerelemente 22. Haupterstreckungsebenen der dritten Wärmeübertragerelemente 22 der dritten Gruppe sind dabei parallel zueinander angeordnet. Alternativ könnten dritte Wärmeübertragerelemente jedoch auch durch erste Wärmeübertragerelemente ersetzt werden und/oder auf dritte Wärmeübertragerelemente vollständig verzichtet werden. Zudem könnte der Wärmeübertrager und insbesondere jede Gruppe von Wärmeübertragerelementen auch eine beliebige andere Anzahl an Wärmeübertragerelementen und/oder beliebig anders geformte Wärmeübertragerelemente aufweisen.
  • Im vorliegenden Fall begrenzen jeweils ein erstes Wärmeübertragerelement 20 und ein drittes Wärmeübertragerelement 22, welche insbesondere unmittelbar benachbart sind, einen Hauptströmungsbereich 32 des Heizfluideinführbereichs 16 (vgl. auch Figur 2a). Dabei weist der Heizfluideinführbereichs 16 etwa achtzehn Hauptströmungsbereiche 32 auf. Darüber hinaus definieren die zweiten Wärmeübertragerelemente 21 genau einen, insbesondere strömungstechnisch zusammenhängenden, weiteren Hauptströmungsbereich 34. Demnach weist der Heizfluideinführbereich 16 eine erste Anzahl an Hauptströmungsbereichen 32 und der Hauptwärmeübertragungsbereich 18 eine von der ersten Anzahl verschiedene zweite Anzahl an weiteren Hauptströmungsbereichen 34 auf.
  • Darüber hinaus weist der Wärmeübertrager 10 zumindest eine Emissionsreduktionseinheit 12 auf. Im vorliegenden Fall umfasst der Wärmeübertrager 10 genau eine Emissionsreduktionseinheit 12. Die Emissionsreduktionseinheit 12 ist dazu vorgesehen, eine Schadstoff-Emission des Wärmeübertragers 10, insbesondere in einem Vergleich zu einem Wärmeübertrager ohne Emissionsreduktionseinheit zu reduzieren. Im vorliegenden Fall ist die Emissionsreduktionseinheit 12 zumindest dazu vorgesehen, eine Kohlenstoffmonoxid-Emission um zumindest 40 % zu reduzieren. Die Emissionsreduktionseinheit 12 ist dazu vorgesehen, die Schadstoff-Emission mittels eines physikalischen Prozesses zu reduzieren. Im vorliegenden Fall ist die Emissionsreduktionseinheit 12 dazu vorgesehen, einen Wärmeübertrag des Wärmeübertragers 10, insbesondere im Heizfluideinführbereich 16, zu optimieren und hierdurch insbesondere eine Schadstoff-Konversionsrate, insbesondere eine Kohlenstoffmonoxid-Kohlenstoffdioxid-Konversionsrate, insbesondere im Heizfluideinführbereich 16, zu verbessern.
  • Dazu weist die Emissionsreduktionseinheit 12 zumindest ein Emissionsreduktionselement 24, 26 auf. Im vorliegenden Fall umfasst die Emissionsreduktionseinheit 12 eine Vielzahl von Emissionsreduktionselementen 24, 26, insbesondere 38 Emissionsreduktionselemente 24, 26.Die Emissionsreduktionselemente 24, 26 sind zumindest im Wesentlichen identisch zueinander ausgebildet. Die Emissionsreduktionselemente 24, 26 sind im Strömungsbereich 14 des Heizfluids angeordnet. Die Emissionsreduktionselemente 24, 26 sind ferner vollständig in dem Heizfluideinführbereich 16 angeordnet. Die Emissionsreduktionselemente 24, 26 sind dabei in den Hauptströmungsbereichen 32 angeordnet. Im vorliegenden Fall sind in jedem Hauptströmungsbereich 32 genau zwei Emissionsreduktionselemente 24, 26, insbesondere ein Emissionsreduktionselement 24 und ein weiteres Emissionsreduktionselement 26, angeordnet. Dabei ist das weitere Emissionsreduktionselement 26 in Hauptströmungsrichtung 30 des Heizfluids gesehen dem Emissionsreduktionselement 24 fluidtechnisch nachgeschaltet. Ferner ist das Emissionsreduktionselement 24 an dem ersten Wärmeübertragerelement 20 angeordnet und im vorliegenden Fall insbesondere einstückig mit dem ersten Wärmeübertragerelement 20 ausgebildet. Zudem ist das weitere Emissionsreduktionselement 26 an dem dritten Wärmeübertragerelement 22 angeordnet und im vorliegenden Fall insbesondere einstückig mit dem dritten Wärmeübertragerelement 22 ausgebildet. Alternativ ist jedoch auch denkbar, ein Emissionsreduktionselement und/oder ein weiteres Emissionsreduktionselement separat von einem ersten Wärmeübertragerelement und/oder einem dritten Wärmeübertragerelement auszubilden.
  • Ferner sind die Emissionsreduktionselemente 24, 26 als Konturelemente ausgebildet. Die Emissionsreduktionselemente 24, 26 weisen dabei Haupterstreckungsrichtungen 28 auf, welche zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Hauptströmungsrichtung 30 des Heizfluids angeordnet sind. Im vorliegenden Fall sind die Haupterstreckungsrichtungen 28 der Emissionsreduktionselemente 24, 26 parallel zu den Haupterstreckungsrichtungen der zweiten Wärmeübertragerelemente 21 ausgerichtet. Dabei erstrecken sich die Emissionsreduktionselemente 24, 26 über eine gesamte Höhe der ersten Wärmeübertragerelemente 20 und/oder der zweiten Wärmeübertragerelemente 21. Die Emissionsreduktionselemente 24, 26 können dabei in Haupterstreckungsrichtung 28 der Emissionsreduktionselemente 24, 26 betrachtet eine beliebige Form und/oder Kontur aufweisen (vgl. insbesondere auch Figuren 4 und 5). Insbesondere in den Figuren 1 bis 3 weisen die Emissionsreduktionselemente 24, 26 in Haupterstreckungsrichtung 28 der Emissionsreduktionselemente 24, 26 betrachtet eine ovale, insbesondere halbkreisförmige, Form und/oder Kontur auf. Die Emissionsreduktionselemente 24, 26 sind dabei zumindest im Wesentlichen zylindermantelförmig ausgebildet.
  • Die Emissionsreduktionselemente 24, 26 sind dazu vorgesehen, einen Turbulenzgrad in einer Strömung des Heizfluids zu erhöhen und hierdurch insbesondere einen Wärmeübertrag zwischen dem Heizfluid, den ersten Wärmeübertragerelementen 20 und den dritten Wärmeübertragerelementen 22 und insbesondere in dem Heizfluideinführbereich 16, zu optimieren. Im vorliegenden Fall sind die Emissionsreduktionselemente 24, 26 dazu vorgesehen, aufgrund der Turbulenzerhöhung, eine Temperatur des Heizfluids, insbesondere in dem Hauptwärmeübertragungsbereich 18, um zumindest 2 %, vorteilhaft um zumindest 5 % und besonders bevorzugt um zumindest 10 %, zu erniedrigen, wodurch insbesondere ein gleichmäßiger Wärmeverlauf in dem Hauptwärmeübertragungsbereich 18 und/oder zumindest im Wesentlichen über die gesamte Haupterstreckung des Wärmeübertragers 10 erreicht werden kann. Zudem sind die Emissionsreduktionselemente 24, 26 dazu vorgesehen, eine Ausbreitung des Heizfluids mit zumindest im Wesentlichen maximaler Fluidtemperatur und somit insbesondere einer hohen Kohlenstoffmonoxidkonzentration in den Hauptwärmeübertragungsbereich 18 zumindest teilweise zu verhindern und/oder zu blockieren, wodurch insbesondere eine Verweilzeit des Heizfluids in dem Wärmeübertrager 10 in einem für eine Schadstoff-Konversionsrate, insbesondere eine Kohlenstoffmonoxid-Kohlenstoffdioxid-Konversionsrate, günstigen Temperaturbereich erhöht wird. Hierdurch kann vorteilhaft eine Schadstoff-Emission reduziert werden.
  • Zusätzlich oder alternativ ist denkbar, dass eine Emissionsreduktionseinheit dazu vorgesehen sein kann, die Schadstoff-Emission mittels eines biologischen und/oder chemischen Prozesses zu reduzieren. Dabei ist insbesondere denkbar, mehrere, insbesondere unterschiedliche, Emissionsreduktionseinheiten zu verwenden und/oder zu kombinieren. Zudem könnte zumindest ein Emissionsreduktionselement in einem anderen Bereich eines Wärmeübertragers angeordnet sein und/oder beweglich ausgebildet sein, wodurch beispielsweise eine Optimierung auch während eines Betriebs der Heizgerätevorrichtung erfolgen kann. Auch könnten sich Emissionsreduktionselemente nicht über eine gesamte Höhe von Wärmeübertragerelementen erstrecken und/oder über Wärmeübertragerelemente hinausragen.
  • In Figur 2b sind Größenverhältnisse der Emissionsreduktionselemente 24, 26 und/oder der Hauptströmungsbereiche 32 dargestellt. Da die Emissionsreduktionselemente 24, 26 und die Wärmeübertragerelemente 20, 21, 22 zumindest im Wesentlichen identisch zueinander ausgebildet sind, werden die Größenverhältnisse im Folgenden lediglich in Bezug auf das Emissionsreduktionselement 24, das erste Wärmeübertragerelement 20 und das dritte Wärmeübertragerelement 22 beschrieben, wobei die folgenden Beschreibung auch auf die anderen Emissionsreduktionselemente 24, 26 und/oder ersten Wärmeübertragerelemente 20 und dritte Wärmeübertragerelemente 22 übernommen werden kann.
  • Ein Verhältnis einer Breite d2 des Emissionsreduktionselements 24, insbesondere einer Erstreckung des Emissionsreduktionselements 24 in Hauptströmungsrichtung 30, zu einer Höhe d1 des Emissionsreduktionselements 24, insbesondere einer Erstreckung des Emissionsreduktionselements 24 von einer Grundfläche des ersten Wärmeübertragerelements 20 in Richtung des dritten Wärmeübertragerelements 22, entspricht im vorliegenden Fall zwischen 0,3 und 3, vorzugsweise zwischen 0,4 und 2,5 und besonders bevorzugt zwischen 0,5 und 2.
  • Ferner entspricht ein Verhältnis eines Abstands d4, welcher insbesondere einen mittleren Abstand des Emissionsreduktionselements 24 von einem der Heizeinheit zugewandten Ende des ersten Wärmeübertragerelement 20 kennzeichnet, zu einem Abstand d3, welcher insbesondere einen Abstand zwischen dem ersten Wärmeübertragerelement 20 und dem dritten Wärmeübertragerelement 22 und somit insbesondere eine Quererstreckung eines Hauptströmungsbereichs 32 kennzeichnet, im vorliegenden Fall zwischen 0,15 und 1,5, vorzugsweise zwischen 0,2 und 1,25 und besonders bevorzugt zwischen 0,25 und 1.
  • Darüber hinaus entspricht ein Verhältnis der Höhe d1 des Emissionsreduktionselements 24 zu dem Abstand d3 im vorliegenden Fall zwischen 0,1 und 0,95, vorzugsweise zwischen 0,15 und 0,85 und besonders bevorzugt zwischen 0,2 und 0,75.
  • Eine genaue Anordnung und/oder Ausgestaltung ist dabei abhängig von einer Geometrie, einer Heizleistung und/oder einem Brennstoff des Heizgeräts 36, kann jedoch von einem Fachmann durch einfache Versuche und/oder Simulationen, insbesondere anhand der genannten Größenverhältnisse, ermittelt werden.
  • Figur 3 zeigt ferner ein Schaubild einer Schadstoff-Emission, insbesondere einer Kohlenstoffmonoxid-Emission, mit Emissionsreduktionseinheit 12 und ohne die Emissionsreduktionseinheit. Auf einer Abszissenachse 40 ist eine Strecke, insbesondere in Hauptströmungsrichtung 30 über eine gesamte Haupterstreckung des Wärmeübertragers 10, dargestellt. Eine Ordinatenachse 42 ist als Größenachse ausgebildet und kennzeichnet insbesondere eine Schadstoffemission. Eine Kurve 44 zeigt beispielhaft eine Schadstoff-Emission, insbesondere eine Kohlenstoffmonoxid-Emission, ohne Emissionsreduktionseinheit. Eine Kurve 46 zeigt beispielhaft eine Schadstoff-Emission, insbesondere eine Kohlenstoffmonoxid-Emission, mit der Emissionsreduktionseinheit 12. Das Emissionsreduktionselement 24 und weitere äquivalent zu dem Emissionsreduktionselement 24 angeordnete Emissionsreduktionselemente 24 sind im vorliegenden Fall etwa an einer Position x1 angeordnet, während das weitere Emissionsreduktionselement 26 und weitere äquivalent zu dem weiteren Emissionsreduktionselement 26 angeordnete weitere Emissionsreduktionselemente 26 etwa an einer Position x2 angeordnet sind.
  • Aus Figur 3 lässt sich dabei entnehmen, dass die Erhöhung des Turbulenzgrads und/oder die verbesserte Vermischung des Heizfluids in dem Heizfluideinführbereich 16, insbesondere an den Positionen x1 und x2, zu einer verbesserten Schadstoff-Konversionsrate, insbesondere eine Kohlenstoffmonoxid-Kohlenstoffdioxid-Konversionsrate, in dem Heizfluideinführbereich 16 führt, wodurch eine Kohlenstoffmonoxid-Konzentration in dem Hauptwärmeübertragungsbereich 18, insbesondere von einem Wert E1, welcher einer Kohlenstoffmonoxid-Konzentration eines Wärmeübertragers ohne Emissionsreduktionseinheit entspricht, auf einen Wert E2 abnimmt. Der Wert E2 ist im vorliegenden Fall gegenüber dem Wert E1 um etwa 40 % reduziert.
  • In den Figuren 4 und 5 sind abschließend mögliche weitere Ausgestaltungen von Emissionsreduktionselementen 24, 26 gezeigt. Die Emissionsreduktionselemente 24, 26 können dabei sowohl als Erhöhung als auch als Ausnehmung ausgebildet sein.

Claims (12)

  1. Heizgerätevorrichtung, mit zumindest einem Wärmeübertrager (10), dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (10) zumindest eine Emissionsreduktionseinheit (12) aufweist, welche dazu vorgesehen ist, zumindest eine Schadstoff-Emission zu reduzieren.
  2. Heizgerätevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Emissionsreduktionseinheit (12) zumindest zu einer Reduktion einer Kohlenstoffmonoxid-Emission vorgesehen ist.
  3. Heizgerätevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Emissionsreduktionseinheit (12) dazu vorgesehen ist, die Schadstoff-Emission um zumindest 10 % zu reduzieren.
  4. Heizgerätevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Emissionsreduktionseinheit (12) zumindest teilweise in einem Strömungsbereich (14) zumindest eines Heizfluids angeordnet ist.
  5. Heizgerätevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (10) zumindest einen Heizfluideinführbereich (16) definiert, in welchem die Emissionsreduktionseinheit (12) zumindest teilweise angeordnet ist.
  6. Heizgerätevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (10) zumindest ein Wärmeübertragerelement (20, 21, 22) aufweist, mit welchem die Emissionsreduktionseinheit (12) zumindest teilweise einstückig ausgebildet ist.
  7. Heizgerätevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Emissionsreduktionseinheit (12) zumindest ein Emissionsreduktionselement (24, 26) umfasst, welches dazu vorgesehen ist, zumindest einen Turbulenzgrad in zumindest einer Strömung zumindest eines Heizfluids zu erhöhen.
  8. Heizgerätevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Haupterstreckungsrichtung (28) des Emissionsreduktionselements (24, 26) zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Hauptströmungsrichtung (30) des Heizfluids angeordnet ist.
  9. Heizgerätevorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Emissionsreduktionseinheit (12) zumindest ein weiteres Emissionsreduktionselement (24, 26) umfasst, welches in eine Hauptströmungsrichtung (30) des Heizfluids gesehen dem Emissionsreduktionselement (24, 26) fluidtechnisch nachgeschaltet ist.
  10. Heizgerätevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (10) zumindest einen Heizfluideinführbereich (16) mit einer ersten Anzahl an Hauptströmungsbereichen (32) und zumindest einen dem Heizfluideinführbereich (16) fluidtechnisch nachgeschalteten Hauptwärmeübertragungsbereich (18) mit einer von der ersten Anzahl verschiedenen zweiten Anzahl an weiteren Hauptströmungsbereichen (34) definiert.
  11. Heizgerät (36) mit zumindest einer Heizgerätevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  12. Verfahren zum Betrieb einer Heizgerätevorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, die zumindest einen Wärmeübertrager (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Schadstoff-Emission mittels zumindest einer Emissionsreduktionseinheit (12) des Wärmeübertragers (10) reduziert wird.
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