EP3268677B1 - Wärmeübertrager - Google Patents

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EP3268677B1
EP3268677B1 EP16707070.5A EP16707070A EP3268677B1 EP 3268677 B1 EP3268677 B1 EP 3268677B1 EP 16707070 A EP16707070 A EP 16707070A EP 3268677 B1 EP3268677 B1 EP 3268677B1
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EP
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heat exchanger
heat insulation
thermal insulation
heat
liquid
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Ralf Fischer
Bernd Wieland
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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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
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • 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
    • F24H9/16—Arrangements for water drainage 
    • F24H9/17—Means for retaining water leaked from heaters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
    • F28D9/0043—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
    • F28D9/005—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another the plates having openings therein for both heat-exchange media
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2265/00—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2265/00—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
    • F28F2265/06—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction by using means for draining heat exchange media from heat exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2265/00—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
    • F28F2265/16—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for preventing leakage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2265/00—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
    • F28F2265/22—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for draining
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2270/00—Thermal insulation; Thermal decoupling

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger with connections for at least one liquid and with a heat insulation, which encloses the heat exchanger completely or at least partially, and a heater with such a heat exchanger.
  • Such heat exchangers are filled with a liquid, which can lead to problems in a repair or replacement of the heat exchanger.
  • the heat exchanger according to the invention is characterized in that the heat insulation is designed as a collecting container for the at least one liquid. In this way it is achieved that in case of replacement or repair, when one port is opened or multiple ports must be removed, leaking fluid does not spread uncontrollably.
  • the effect is improved when the heat insulation is trough-shaped.
  • the heat insulation is formed at least partially double-walled.
  • the combination of heat insulation and the liquid-collecting property can be easily achieved if the heat insulation is made of a plastic, in particular a foamed plastic.
  • the heat exchanger can be removed from the heat insulation.
  • the invention also relates to a heater with a heat exchanger according to the invention.
  • FIG. 1 a schematic view of a heater on a memory
  • FIG. 2 a section along line II-II in FIG. 3 through a heat exchanger with a heat insulation
  • FIG. 3 one in a heat insulation a packed heat exchanger
  • FIG. 4 the heat exchanger receiving heat insulation from diagonally below.
  • FIG. 1 a heater 10 is shown schematically, which is arranged in the embodiment on a memory 12.
  • the heater 10 has a housing 14 which accommodates different components depending on the degree of equipment.
  • a heat cell 16 As essential components are a heat cell 16, a controller 18, one or more pumps 20 and piping 22, cable or bus lines 24 and holding means 26 in the heater 10.
  • the number and complexity of the individual components depends on the equipment level of the heater 10 ,
  • the heat cell 16 has a burner 28, a heat exchanger 30, a blower 32, a valve assembly 34 as well as a supply air system 36 and an exhaust system 38.
  • FIG. 2 a heat exchanger 40 is shown, which is provided outside the heat cell 16 as an additional heat exchanger 40 in the heater 10.
  • cold process water is usually heated by hot heating water in heat exchange.
  • the heat exchanger 40 is formed as a plate heat exchanger and connected with terminals 42 to the Schumacherniklauf and not shown connections to the service water pipe.
  • the heat exchanger 40 is surrounded by a heat insulation 44.
  • FIG. 2 it can be seen that the heat exchanger 40 is received by the heat insulation 44. It surrounds it sideways with walls 46 directly.
  • the heat insulation 44 has a bottom 48, which together with the walls 46 already forms a trough-shaped structure. At the bottom 48 spacers 50 are formed on which the plate heat exchanger 40 is seated and which generate a free volume 52, can be absorbed in the liquid in the event of occurrence.
  • the walls 46 are of double-walled construction, ie in each case a further outer wall 54 is formed next to a wall 46.
  • these outer walls 54 extend along the longitudinal sides of the heat exchanger 40.
  • additional outer walls are laterally of the end walls of the heat insulation 44 possible.
  • the outer walls 54 may, as shown in dashed lines in FIG. 2 is indicated by means of spacers 56 are fixed in position.
  • the heat insulation 44 may also be constructed in several parts.
  • the outer walls 54 together with the bottom 48 and the front wall 58, not shown in Figure two ( Figure four) form an outer trough 59.
  • the walls 46 and the spacers 50 are introduced.
  • the walls 46 together with the spacer 50 can form its own small tub and be inserted or glued example.
  • the heat insulation 44 is made of a plastic.
  • a foamed plastic which should be designed according to dimensionally stable.
  • other materials are conceivable, such as foamed metals or natural products.
  • the heat insulation 44 is closed at the top by a lid 60.
  • the lid 60 is supported with lateral collar 62 on the walls 46 and can be removed by simply pulling off.
  • FIG. 2 a variant is shown in which the terminals 42 are received by the cover 60, which is possible for example by a multi-part design of the lid 60.
  • Figure three a variant is shown, in which the lid 60 extends only between the terminals 42.
  • the construction by means of a removable cover 60 ensures that the heat exchanger 40 can be removed from the heat insulation 40.
  • the outer walls 54 reduced areas 64, which allow a certain material savings of material for the thermal insulation 44.
  • connection 42 are guided from above to the heat exchanger 40. This offers the advantage that in the case of disassembly of the terminals 42 leaking liquid can flow directly down into the trough-shaped structure of the heat insulation 44. Of course, this would also be possible with a side mounting, but more difficult to solve.
  • the heat exchanger 40 can also be mounted in areas below which sensitive components are arranged relative to liquids. Due to the trough-shaped structure of the heat insulation 44, as in particular FIG. 4 can be effectively avoided that liquid can drip on the underlying area to a greater extent.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager mit Anschlüssen für mindestens eine Flüssigkeit und mit einer Wärmeisolation, die den Wärmeübertrager vollständig oder zumindest teilweise umschließt sowie ein Heizgerät mit einem solchen Wärmeübertrager.
  • Solche Wärmeübertrager sind mit einer Flüssigkeit gefüllt, was bei einer Reparatur oder einem Austausch des Wärmeübertragers zu Problemen führen kann.
  • Mit der US 2013/0068421 A1 ist ein Wärmeübertrager für ein Flugzeug bekannt geworden, der eine Ablaufwanne besitzt, die mit Leckagenschilden verbunden sind, an denen Flüssigkeit herunter in die Ablaufwanne tropfen kann. Die Leckagenschilde umkapseln den Wärmeübertrager vollständig. Mit der GB 2339829A ist ein Boiler bekannt geworden, der in einer Aufgefangwanne sitzt. Auch hier sind Schilde vorgesehen, an denen Flüssigkeit herunter in die Wanne fließen kann. Darüberhinaus ist mit der US 2008/0017135 A1 ein Boiler bekannt geworden, um den zum Zwecke des Auffangens von Leckagen-Wasser ein wasserdichter Sack gelegt ist.
    • Vorteile der Erfindung
  • Der erfindungsgemäße Wärmeübertrager zeichnet sich dadurch aus, dass die Wärmeisolation als Auffangbehälter für die mindestens eine Flüssigkeit ausgebildet ist. Auf diese Weise wird erreicht, dass sich im Falle eines Austausch oder einer Reparatur, wenn ein Anschluss geöffnet oder mehrere Anschlüsse abgenommen werden müssen, austretende Flüssigkeit nicht unkontrolliert ausbreitet.
  • Der Effekt wird verbessert, wenn die Wärmeisolation wannenartig ausgebildet ist.
  • Bei einer besonders einfachen und kostengünstigen Variante ist die Wärmeisolation zumindest bereichsweise doppelwandig ausgebildet.
  • Die Kombination aus Wärmeisolation und der die Flüssigkeit auffangende Eigenschafft kann einfach erreicht werden, wenn die Wärmeisolation aus einem Kunststoff insbesondere einem geschäumten Kunststoff besteht.
  • Für den Monteur ist es besonders von Vorteil, wenn der Wärmeübertrager aus der Wärmeisolation entnehmbar ist.
  • Dieser Vorteil wird noch verbessert, wenn die Wärmeisolation entleerbar ist.
  • Wenn die Anschlüsse von einer oberen Position in den Wärmeübertrager geführt sind, kann ein einfacher Aufbau erreicht werden.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Heizgerät mit einem erfindungsgemäßen Wärmeübertrager.
    • Zeichnung
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Heizgeräts dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
    Figur 1 eine schematische Ansicht eines Heizgeräts auf einem Speicher, Figur 2 einen Schnitt nach Linie II-II in Figur 3 durch einen Wärmeübertrager mit einer Wärmeisolation, Figur 3 einen in eine Wärmeisolation ein gepackten Wärmeübertrager und Figur 4 die den Wärmeübertrager aufnehmende Wärmeisolation von schräg unten.
    • Beschreibung
  • In Figur 1 ist ein Heizgerät 10 schematisch dargestellt, das im Ausführungsbeispiel auf einem Speicher 12 angeordnet ist. Das Heizgerät 10 weist ein Gehäuse 14 auf, das je nach Ausstattungsgrad unterschiedliche Komponenten aufnimmt.
  • Als wesentliche Komponenten befinden sich eine Wärmezelle 16, eine Steuerung 18, eine oder mehrere Pumpen 20 sowie Verrohrungen 22, Kabel- oder Busleitungen 24 und Haltemittel 26 im Heizgerät 10. Auch bei den einzelnen Komponenten hängt deren Anzahl und Komplexität vom Ausstattungsgrad des Heizgeräts 10 ab.
  • Die Wärmezelle 16 weist einen Brenner 28, einen Wärmetauscher 30, ein Gebläse 32, eine Ventilbaugruppe 34 sowie ein Zuluftsystem 36 und ein Abgassystem 38 auf.
  • In Figur 2 ist ein Wärmeübertrager 40 gezeigt, der außerhalb der Wärmezelle 16 als zusätzlicher Wärmeübertrager 40 im Heizgerät 10 vorgesehen ist. Bei solchen Systemen wird in der Regel kaltes Brauchwasser durch heißes Heizwasser im Wärmetausch erwärmt. Der Wärmetauscher 40 ist als Plattenwärmtauscher ausgebildet und mit Anschlüssen 42 an den Heizwasserkreislauf und mit nicht dargestellten Anschlüssen an die Brauchwasserleitung angeschlossen.
  • Der Wärmeübertrager 40 ist von einer Wärmeisolation 44 umgeben. In Figur 2 ist erkennbar, dass der Wärmeübertrager 40 von der Wärmeisolation 44 aufgenommen ist. Sie umgibt ihn mit Wänden 46 seitlich direkt. Die Wärmeisolation 44 weist einen Boden 48 auf, der zusammen mit den Wänden 46 bereits eine wannenförmige Struktur ausbildet. Am Boden 48 sind dazu Abstandshalter 50 gebildet, auf denen der Plattenwärmetauscher 40 aufsitzt und die ein freies Volumen 52 erzeugen, in das Flüssigkeit im Falle des Auftretens aufgenommen werden kann.
  • Wie ebenfalls in Figur zwei zu erkennen ist, sind die Wände 46 doppelwandig ausgeführt, d.h. jeweils neben einer Wand 46 ist eine weitere Außenwand 54 gebildet. Im Ausführungsbeispiel ist erkennbar, dass sich diese Außenwände 54 entlang den Längsseiten des Wärmetauschers 40 erstrecken. Selbstverständlich sind auch zusätzliche Außenwände seitlich der Stirnwände der Wärmeisolation 44 möglich. Die Außenwände 54 können, wie das gestrichelt in Figur 2 angedeutet ist, mittels Abstandshalter 56 in ihrer Lage fixiert werden.
  • Wie in Figur 2 dargestellt ist, kann die Wärmeisolation 44 auch mehrteilig aufgebaut sein. In dem in Figur zwei dargestellten Ausführungsbeispiel bilden die Außenwände 54 zusammen mit dem Boden 48 und den in Figur zwei nicht dargestellten Stirnwände 58 (Figur vier) eine äußere Wanne 59. In die Wanne 59 sind die Wände 46 und die Abstandshalter 50 eingebracht. Die Wände 46 zusammen mit dem Abstandhalter 50 können dabei eine eigene kleine Wanne bilden und beispielsweise eingesteckt oder eingeklebt werden.
  • Die Wärmeisolation 44 ist aus einem Kunststoff gefertigt. Hier eignet sich besonders ein geschäumter Kunststoff, der entsprechend formstabil aufgebaut sein sollte. Selbstverständlich sind auch andere Materialien denkbar, wie geschäumte Metalle oder auch Naturprodukte.
  • Die Wärmeisolation 44 wird nach oben durch einen Deckel 60 abgeschlossen. Der Deckel 60 stützt sich mit seitlichen Kragen 62 an den Wänden 46 ab und kann durch einfaches Abziehen abgenommen werden. In Figur 2 ist eine Variante dargestellt, bei der die Anschlüsse 42 vom Deckel 60 aufgenommen werden, was beispielsweise durch eine mehrteilige Ausführung des Deckels 60 möglich ist. In Figur drei ist eine Variante dargestellt, bei der sich der Deckel 60 lediglich zwischen den Anschlüssen 42 erstreckt.
  • Durch den Aufbau mittels eines abnehmbaren Deckels 60 wird erreicht, dass der Wärmeübertrager 40 aus der Wärmeisolation 40 entnehmbar ist.
  • In einem möglichen Reparaturfall, würde ein Monteur den Deckel 60 abnehmen und die zwischenzeitlich drucklos geschalteten Anschlüsse 42 lösen.
  • Überschüssige, austretende Flüssigkeit wird dann im Volumen 52 sowie in den Zwischenräumen zwischen den Wänden 46 und den Außenwänden 54 aufgenommen. Der Wärmeübertrager 40 kann aus der Wärmeisolation 44 herausgenommen werden. Die vom Wärmeübertrager 40 befreite Wärmeisolation 44 lässt sich dann sehr einfach entleeren.
  • Wie in Figur 3 erkennbar ist, weisen die Außenwände 54 reduzierte Bereiche 64 auf, die eine gewisse Materialersparnis an Material für die Wärmeisolation 44 ermöglichen.
  • In Figur 3 ist ebenfalls erkennbar, dass die Anschlüsse 42 von oben an den Wärmetauscher 40 geführt sind. Dies bietet den Vorteil, dass im Falle der Demontage der Anschlüsse 42 austretende Flüssigkeit direkt nach unten in die wannenförmige Struktur der Wärmeisolation 44 fließen kann. Natürlich wäre das bei einer seitlichen Montage ebenfalls möglich, jedoch schwieriger zu lösen.
  • In den Figuren 3 und 4 ist noch erkennbar, dass die Stirnwände 58 nach oben ausgedehnte Wandflächen 66 zur besseren Handhabung aufweisen.
  • In einem erfindungsgemäßen Heizgerät 10 mit einem erfindungsgemäßen Wärmeübertrager 40 kann der Wärmeübertrager 40 auch in Bereichen montiert sein, unterhalb derer gegenüber Flüssigkeiten sensible Komponenten angeordnet sind. Durch die wannenförmige Struktur der Wärmeisolation 44, wie sie insbesondere in Figur 4 erkennbar ist, kann effektiv vermieden werden, dass Flüssigkeit auf den darunterliegenden Bereich in größerem Maße tropfen kann.

Claims (7)

  1. Wärmeübertrager mit Anschlüssen (42) für mindestens eine Flüssigkeit und mit einer Wärmeisolation (44), die den Wärmeübertrager (40) vollständig oder zumindest teilweise umschließt, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeisolation (44) als Auffangbehälter (59) für die mindestens eine Flüssigkeit ausgebildet ist und dass die Wärmeisolation (44) zumindest bereichsweise doppelwandig ausgebildet ist.
  2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeisolation (44) wannenartig ausgebildet ist.
  3. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeisolation (44) aus einem Kunststoff insbesondere einem geschäumten Kunststoff besteht.
  4. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (40) aus der Wärmeisolation (44) entnehmbar ist.
  5. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeisolation (44) entleerbar ist.
  6. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse (42) von einer oberen Position in den Wärmeübertrager (40) geführt sind.
  7. Heizgerät mit einem Wärmeübertrager (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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PCT/EP2016/053926 WO2016142180A1 (de) 2015-03-09 2016-02-25 Wärmeübertrager

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