EP4071431A1 - Wärmeübertrager - Google Patents

Wärmeübertrager Download PDF

Info

Publication number
EP4071431A1
EP4071431A1 EP22165719.0A EP22165719A EP4071431A1 EP 4071431 A1 EP4071431 A1 EP 4071431A1 EP 22165719 A EP22165719 A EP 22165719A EP 4071431 A1 EP4071431 A1 EP 4071431A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
container
line
heat exchanger
heat
inlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22165719.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen Luka
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.)
Vaillant GmbH
Original Assignee
Vaillant 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 Vaillant GmbH filed Critical Vaillant GmbH
Publication of EP4071431A1 publication Critical patent/EP4071431A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/0008—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one medium being in heat conductive contact with the conduits for the other medium
    • F28D7/0016—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one medium being in heat conductive contact with the conduits for the other medium the conduits for one medium or the conduits for both media being bent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
    • F24D17/0036—Domestic hot-water supply systems with combination of different kinds of heating means
    • F24D17/0052—Domestic hot-water supply systems with combination of different kinds of heating means recuperated waste heat and conventional heating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
    • F24D17/0089—Additional heating means, e.g. electric heated buffer tanks or electric continuous flow heaters, located close to the consumer, e.g. directly before the water taps in bathrooms, in domestic hot water lines
    • 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
    • F24H4/00—Fluid heaters characterised by the use of heat pumps
    • F24H4/02—Water heaters
    • F24H4/04—Storage heaters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F25B39/04—Condensers
    • 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
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/047—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
    • F28D1/0472—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag the conduits being helically or spirally coiled
    • 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
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/06—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with the heat-exchange conduits forming part of, or being attached to, the tank containing the body of fluid
    • 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
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/0034—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using liquid heat storage material
    • 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
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D2020/0065—Details, e.g. particular heat storage tanks, auxiliary members within tanks
    • F28D2020/0078—Heat exchanger arrangements
    • 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
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0068—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for refrigerant cycles
    • F28D2021/007—Condensers
    • 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
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/02—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled
    • F28D7/024—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled the conduits of only one medium being helically coiled tubes, the coils having a cylindrical configuration

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger, a method for producing a heat exchanger and a heating system.
  • Heat pumps are increasingly used in heating systems as heat generators.
  • a heat exchanger must be provided for heating drinking water, which transfers heat from the heat pump's refrigerant circuit to the water. Plate heat exchangers are usually used here.
  • Suitable heat exchangers In order to prevent contact between drinking water and refrigerant, suitable heat exchangers often have to be double-walled.
  • a disadvantage is that a double-walled plate heat exchanger requires considerable installation space and is also expensive to purchase.
  • plate heat exchangers often have fine channels for the water flow, which can adversely become clogged with impurities and in particular lime, which considerably shortens the service life.
  • an additional heater is usually provided in the plate heat exchanger.
  • the additional heater for example in the form of a heating element, is integrated into the plate heat exchanger.
  • An additional accumulator flange and an insulated accumulator flange cover are required for the integration, which incur additional costs.
  • a manufacturing method for a heat exchanger is to be specified, which enables a simple and cost-effective manufacture of a heat exchanger.
  • the heat exchanger proposed here for transferring heat from a condensing refrigerant to drinking water has a container with an inlet and an outlet and a line which is arranged in contact with the container and is suitable for a condensing refrigerant.
  • the explanations in the introductory part can be used to characterize or use the heat transfer.
  • the container can be arranged substantially centrally and surrounded by the (at least one) line with refrigerant. It is preferred that only a single container is surrounded by only a single line.
  • the at least one inlet and the at least one outlet of the container (for drinking water) are preferably arranged opposite one another.
  • the line is arranged on the container in such a way that a significant portion of the outer surface of the container is covered in order to ensure a large flow of heat from the line to the container wall.
  • the line can in particular be wound around the container or also arranged in a meandering manner in order to at least partially enclose it in a planar contact manner.
  • a contacting arrangement of line and container should in particular ensure good heat transfer between line and container.
  • the line can preferably be attached to the container by means of a material connection by means of soldering or a soldered connection.
  • the pipe can be pressure-resistant.
  • the line can be made of copper, since copper has excellent heat-conducting properties and is also sufficiently pressure-resistant.
  • the material of the line can be any material that has the required properties, in particular metals, steel, aluminum and/or suitable plastics.
  • the container is made of steel.
  • the container has an additional heater.
  • the additional heater is particularly preferably an electric additional heater.
  • the additional heater can be designed, for example, in the form of a rod and can be fastened from the outside in an opening in the container.
  • the additional heater is easy to maintain and, if necessary, replaceable.
  • the container has an essentially cylindrical shape, in particular the shape of a right circular cylinder.
  • the line can preferably be arranged on the lateral surface of the cylindrical shape, in particular wound around it. In this context, winding around the container is advantageous.
  • a container having a circular-cylindrical shape can be produced easily and inexpensively.
  • an inlet and an outlet can each be arranged on one end face of the cylindrical shape. It goes without saying that several inlets or outlets can also be present.
  • the arrangement of the inlet and outlet on opposite end faces of a container is advantageously associated with a defined flow through the container and a homogeneous heat transfer.
  • the additional heater is arranged on one end face together with an inlet. With this arrangement, the additional heater can advantageously deliver the maximum output, since the water in the area of the inlet has a minimum temperature.
  • the heat exchanger can have an outer, heat-insulating casing.
  • the heat-insulating casing can in particular enclose the heat exchanger over its entire surface and have recesses for inlet and outlet lines. 'Advantageously, the heat-insulating cover can prevent unwanted heat loss.
  • Steps a) and b) are carried out at least once in the specified sequence in a regular operational sequence.
  • a line is filled with a refrigerant.
  • the refrigerant can be a synthetic refrigerant such as R410A, R290 or R32.
  • the line filled in step a) can be attached to the container.
  • the fastening can in particular be carried out in such a way that good heat conduction between the line and the container is ensured.
  • the line can be attached to the container by means of gluing, clipping and/or clamps. Fastening is preferably carried out by welding or soldering, since very good heat transfer can be ensured in this way.
  • the line in a cumulative step, can be brought into a form suitable for attachment to a container before filling according to step a).
  • the conduit may already be formed into a spiral shape for placement around a cylindrical container. This advantageously facilitates attachment to the container.
  • a further aspect relates to a heating system, having a heat exchanger proposed here.
  • the heating system can in particular have a heat pump as a heat generator, with hot water being prepared by a heat exchanger proposed here arranged in the coolant circuit of the heat pump.
  • a heat exchanger, a method for its production and a heating system are thus specified here, which at least partially solve the problems described with reference to the prior art.
  • the heat exchanger proposed here has a simple structure and can be produced inexpensively. The method of manufacture in particular contributes to this.
  • the heat exchanger has an excellent service life, particularly since there are no narrow channels that could become clogged.
  • FIG. 1 shows a heat exchanger 9 proposed here. This can have an inlet 3 and an outlet 4 for hot water preparation.
  • a pump 8 can be arranged in the inlet 3 of the water heating system.
  • the heat exchanger 9 can include a container 5 which, according to a preferred development, can have the shape of a right circular cylinder.
  • the outlet 4 and the inlet 3 can each be arranged on one end face of the cylindrical shape of the container 5 .
  • the container 5 can be wrapped by a line 6 .
  • the line 6 can be connected to a refrigeration circuit, for example a heat pump, not shown here.
  • the line 6 can have an inlet 1 which can be arranged adjacent to the end face in which the outlet 4 can be arranged.
  • the line 6 can also have an outlet 2 which can be arranged adjacent to the end face in which the inlet 3 can be arranged.
  • the winding of the line 6 preferably covers a large part of the lateral surface of the container 5 with a circular-cylindrical shape.
  • a heat flow as possible can be transferred from line 6 to container 5 .
  • an additional heater 7 is arranged on the container 5 .
  • the additional heater 7 can be an additional electric heater, for example designed as an electric heating element, which protrudes into the container 5 and is sealed in the wall of the container 5 .
  • the heat exchanger 9 can have a heat-insulating cover, not shown here, which advantageously reduces unwanted heat release to the environment.
  • the line 6 can be brought into a shape corresponding to the winding around the container 5 in a step to be carried out first.
  • the line can now be filled with refrigerant.
  • the filled line 6 is then closed so that the refrigerant cannot escape.
  • the line 6 can now be arranged in the form of a winding around the container 5 and fastened to it.
  • the fastening can preferably be done by means of soldering, since this enables very good heat conduction from the line 6 to the wall of the container 5 .
  • the proposed manufacturing method enables a simple and cost-effective manufacture of a heat exchanger 9 according to the invention.
  • the pre-filled line 6 also makes it easier to install the heat exchanger 9 in a heating system.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Der hier vorgeschlagenen Wärmeübertrager (9) zur Übertragung von Wärme eines kondensierenden Kältemittels auf Trinkwasser weist einen Behälter (5) mit einem Zulauf (3) und einem Ablauf (4) auf, und eine den Behälter (5) kontaktierend angeordnete und für ein kondensierendes Kältemittel geeignete Leitung (6), wobei der Behälter (5) eine zylindrische Form aufweist und der Zulauf (3) und der Ablauf (4) an jeweils einer Stirnseite der zylindrischen Form angeordnet sind und der Behälter (5) mindestens einen Zusatzheizer (7) aufweist, der an einer Stirnseite gemeinsam mit dem Zulauf (3) angeordnet ist. Die Leitung (6) kann dabei derart am Behälter (5) angeordnet, dass ein wesentlicher Anteil der Außenfläche des Behälters (5) bedeckt ist um einen großen Wärmestrom von der Leitung (6) auf die Behälterwandung zu gewährleisten. Die Leitung (6) kann insbesondere um den Behälter (5) gewickelt oder auch mäanderförmig angeordnet sein um diesen flächig kontaktierend zumindest teilweise zu umschließen. Insbesondere ist der hier vorgeschlagene Wärmeübertrager (9) einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmeübertragers und eine Heizungsanlage.
  • Wärmepumpen werden zunehmend in Heizungsanlagen als Wärmeerzeuger eingesetzt. Für die Erwärmung von Trinkwasser muss ein Wärmeübertrager vorgehalten werden, der Wärme vom Kältemittelkreislauf der Wärmepumpe auf das Wasser überträgt. In der Regel kommen hier Plattenwärmeübertrager zum Einsatz.
  • Um einen Kontakt zwischen Trinkwasser und Kältemittel auszuschließen, müssen geeignete Wärmeübertrager häufig doppelwandig ausgeführt sein. Nachteilig erfordert ein doppelwandig ausgeführter Plattenwärmeübertrager erheblichen Bauraum und ist zudem kostenintensiv in der Anschaffung. Zudem weisen Plattenwärmeübertrager häufig feine Kanäle für die Wasserführung auf, die sich nachteilig mit Verunreinigungen und insbesondere Kalk zusetzen können, was die Standzeit erheblich verkürzt.
  • Für den Fall, dass die Wärmepumpe keinen ausreichenden Wärmestrom für eine Warmwasseranforderung liefern kann, ist in der Regel ein Zusatzheizer im Plattenwärmeübertrager vorgesehen. Nach dem Stand der Technik wird der Zusatzheizer, beispielsweise in Form eines Heizstabes, in den Plattenwärmeübertrager integriert. Für die Integration ist ein zusätzlicher Speicherflansch und ein isolierter Speicherflanschdeckel notwendig, die zusätzliche Kosten verursachen.
  • In der US 5,228,505 A wird ein Wärmetauscher offenbart, der einen Behältnis aufweist, dass von einer spiralförmigen Leitung umgeben ist, wobei eine Wärmeübertragung auf das Behältnis ermöglicht ist. Wärmetauscher in Rohrschlangenbauweise werden seit vielen Jahren in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, z.B. auch in Kühlsystemen und Wärmepumpen eingesetzt.
  • Zusammenfassend wird festgehalten, dass die aus dem Stand der Technik bekannten Wärmeübertrager zur Erwärmung von Trinkwasser mittels einer Wärmepumpe nachteilig hohe Bauraumanforderungen und/oder Kosten mit sich bringen sowie eine ggf. kurze Standzeit oder unzureichende Energieeffizienz aufweisen.
  • Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme wenigstens teilweise zu lindern und insbesondere einen Wärmeübertrager zur Erwärmung von Trinkwasser mittels einer Wärmepumpe vorzuschlagen, der einfach aufgebaut ist, kostengünstig herstellbar ist und nur geringe Betriebsbereitschaftsverluste bzw. eine lange Standzeit aufweist.
  • Zudem soll ein Herstellungsverfahren für einen Wärmeübertrager angegeben werden, das eine einfache und kostengünstige Herstellung eines Wärmeübertragers ermöglicht.
  • Diese Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der hier vorgeschlagenen Lösung sind in den unabhängigen Patentansprüchen angegeben. Es wird darauf hingewiesen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
  • Der hier vorgeschlagenen Wärmeübertrager zur Übertragung von Wärme eines kondensierenden Kältemittels auf Trinkwasser weist einen Behälter mit einem Zulauf und einem Ablauf auf und eine den Behälter kontaktierend angeordnete und für ein kondensierendes Kältemittel geeignete Leitung.
  • Zur Charakterisierung bzw. Verwendung des Wärmeübertrages kann auf die Erläuterungen im einleitenden Teil zurückgegriffen werden. Der Behälter kann im Wesentlichen zentral angeordnet und von der (mindestens einen) Leitung mit Kältemittel umgeben sein. Bevorzugt ist, dass nur ein einzelner Behälter von nur einer einzelnen Leitung umgeben ist. Der mindestens eine Zulauf und der mindestens eine Ablauf des Behälters (für Trinkwasser) sind bevorzugt gegenüberliegend angeordnet.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Leitung derart am Behälter angeordnet, dass ein wesentlicher Anteil der Außenfläche des Behälters bedeckt ist um einen großen Wärmestrom von der Leitung auf die Behälterwandung zu gewährleisten. Die Leitung kann insbesondere um den Behälter gewickelt oder auch mäanderförmig angeordnet sein um diesen flächig kontaktierend zumindest teilweise zu umschließen.
  • Eine kontaktierende Anordnung von Leitung und Behälter soll insbesondere einen gute Wärmeübertragung zwischen Leitung und Behälter sicherstellen. Hierzu kann die Leitung bevorzugt mittels Lötens bzw. einer Lötverbindung stoffschlüssig am Behälter befestigt sein.
  • Um für eine kondensierendes Kältemittel geeignet zu sein, kann die Leitung druckresistent sein. Beispielsweise kann die Leitung aus Kupfer bestehen, da Kupfer hervorragende wärmeleitende Eigenschaften aufweist und zudem ausreichend druckresistent ist. Das Material der Leitung kann jegliches Material sein, das die benötigten Eigenschaften aufweist, insbesondere Metalle, Stahl, Aluminium und/ oder geeignete Kunststoffe.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Behälter aus Stahl hergestellt.
  • Der Behälter weist einen Zusatzheizer auf. Besonders bevorzugt ist der Zusatzheizer ein elektrischer Zusatzheizer. Der Zusatzheizer kann beispielsweise stabförmig ausgeführt sein und von außen in einer Öffnung des Behälters befestigt werden. Vorteilhaft ist der Zusatzheizer so einfach zu warten und gegebenenfalls austauschbar.
  • Dabei weist der Behälter eine im Wesentlichen zylindrische Form, insbesondere die Form eines geraden Kreiszylinders auf. Die Leitung kann bevorzugt an der Mantelfläche der zylindrischen Form angeordnet, insbesondre um diese gewickelt sein. In diesem Zusammenhang ist eine Wicklung um den Behälter vorteilhaft. Ein Behälter, aufweisend eine kreiszylindrische Form, ist einfach und kostengünstig herstellbar.
  • Zudem können ein Zulauf und ein Ablauf an jeweils einer Stirnseite der zylindrischen Form angeordnet sein. Es versteht sich, dass auch mehrere Zu- oder Abläufe vorhanden sein können. Die Anordnung von Zulauf und Ablauf an sich gegenüberliegenden Stirnseiten eines Behälters geht vorteilhaft mit einer definierten Durchströmung des Behälters und einer homogenen Wärmeübertragung einher.
  • Der Zusatzheizer ist an einer Stirnseite gemeinsam mit einem Zulauf angeordnet. In vorteilhafter Weise kann der Zusatzheizer bei dieser Anordnung die maximale Leistung abgeben, da das Wasser im Bereich des Zulaufes eine minimale Temperatur aufweist.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann der Wärmeübertrager eine äußere wärmeisolierende Umhüllung aufweisen. Die wärmeisolierende Umhüllung kann insbesondere den Wärmeübertrager vollflächig umschließen und Ausnehmungen für Zu- und Ableitungen aufweisen. 'Vorteilhaft kann die wärmeisolierende Umhüllung ungewollte Wärmeverluste verhindern.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines hier vorgeschlagenen Wärmeübertragers und umfasst die folgenden Schritte:
    1. a) Befüllen einer Leitung mit Kältemittel, und
    2. b) Befestigen der Leitung an einem Behälter.
  • Die Schritte a) und b) werden bei einem regulären Betriebsablauf zumindest einmal in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt.
  • Gemäß einem ersten Schritt a) erfolgt ein Befüllen einer Leitung mit einem Kältemittel. Es versteht sich, dass die Leitung nach dem Befüllen dicht verschlossen wird, um ein Austreten von Kältemittel zu verhindern. Das Kältemittel kann ein synthetisches Kältemittel sein, beispielsweise R410A, R290 oder R32.
  • Gemäß einem Schritt b) kann die in Schritt a) befüllte Leitung am Behälter befestigt werden. Die Befestigung kann dabei insbesondere derart erfolgen, dass eine gute Wärmeleitung zwischen Leitung und Behälter gewährleistet ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens kann das Befestigen der Leitung an dem Behälter mittels Kleben, Klipsen und/oder Klemmen. Bevorzugt erfolgt die Befestigung durch Schweißen oder Löten, da so eine sehr gute Wärmeübertragung gewährleistet werden kann.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens kann in einem kumulativen Schritt die Leitung vor dem Befüllen gemäß Schritt a) in eine für die Befestigung an einem Behälter geeignete Form gebracht werden. Beispielsweise kann die Leitung bereits ein eine Spiralform zur Anordnung um einen zylinderförmigen Behälter umgeformt werden. In vorteilhafter Weise wird so die Befestigung am Behälter erleichtert.
  • Ein weiterer Aspekt bezieht sich auf eine Heizungsanlage, aufweisend einen hier vorgeschlagenen Wärmeübertrager. Die Heizungsanlage kann insbesondere eine Wärmepumpe als Wärmeerzeuger aufweisen, wobei eine Warmwasserbereitung durch einen im Kältemittelkreislauf der Wärmepumpe angeordneten hier vorgeschlagenen Wärmeübertrager erfolgen kann.
  • Hier werden somit ein Wärmeübertrager, ein Verfahren zu dessen Herstellung und eine Heizungsanlage angegeben, welche die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise lösen. Insbesondere ist der hier vorgeschlagene Wärmeübertrager einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar. Hierzu trägt insbesondere das Verfahren zur Herstellung bei. Zudem weist der Wärmeübertrager eine hervorragende Standzeit auf, da insbesondere keine engen, sich zusetzende Kanäle vorhanden sind.
  • Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figur näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die angeführten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in der Figur erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figur und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigt:
    • Fig. 1:
    einen Wärmeübertrager.
  • Fig. 1 zeigt einen hier vorgeschlagenen Wärmeübertrager 9. Dieser kann einen Zulauf 3 und einen Ablauf 4 für eine Warmwasserbereitung aufweisen. Im Zulauf 3 der Warmwasserbereitung kann eine Pumpe 8 angeordnet sein.
  • Der Wärmeübertrager 9 kann einen Behälter 5 umfassen, der gemäß einer bevorzugten Weiterbildung die Form eines geraden Kreiszylinders aufweisen kann. An jeweils einer Stirnseite der zylindrischen Form des Behälters 5 können der Ablauf 4 und der Zulauf 3 angeordnet sein.
  • Der Behälter 5 kann von einer Leitung 6 umwickelt sein. Die Leitung 6 kann mit einem Kältekreislauf, beispielsweise einer hier nicht gezeigten Wärmepumpe, verbunden sein.
  • Die Leitung 6 kann dabei einen Eingang 1 aufweisen, der benachbart zu der Stirnseite angeordnet sein kann, in der der Ablauf 4 angeordnet sein kann. Die Leitung 6 kann zudem einen Ausgang 2 aufweisen, die benachbart zu der Stirnseite angeordnet sein kann, in der der Zulauf 3 angeordnet sein kann.
  • Die Wicklung der Leitung 6 bedeckt bevorzugt einen Großteil der Mantelfläche des Behälters 5 mit kreiszylindrischer Form. In vorteilhafter Weise kann so ein möglichst hoher Wärmestrom von der Leitung 6 auf den Behälter 5 übertragen werden.
  • Am Behälter 5 ist gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung ein Zusatzheizer 7 angeordnet. Der Zusatzheizer 7 kann ein elektrischer Zusatzheizer sein, beispielsweise ausgeführt als elektrischer Heizstab, der in den Behälter 5 hineinragt und in der Wandung des Behälters 5 dichtend befestigt ist.
  • Der Wärmeübertrager 9 kann eine hier nicht gezeigte wärmisolierende Umhüllung aufweisen, die vorteilhaft eine ungewollte Wärmabgabe an die Umgebung mindert.
  • Gemäß dem hier vorgeschlagenen Verfahren zur Herstellung eines Wärmeübertragers 9 kann in einem zuerst auszuführenden Schritt die Leitung 6 in eine der Wicklung um den Behälter 5 entsprechende Form gebracht werden.
  • In einem Schritt a) kann die Leitung nun mit Kältemittel befüllt werden. Im Anschluss wird die befüllte Leitung 6 verschlossen, so dass das Kältemittel nicht austreten kann.
  • Gemäß einem Schritt b) kann nun die Leitung 6 in der Form der Wicklung um den Behälter 5 angeordnet und an diesem befestigt werden. Das Befestigen kann dabei bevorzugt mittels Lötens erfolgen, da dies eine sehr gute Wärmeleitung von Leitung 6 auf die Wandung des Behälters 5 ermöglicht.
  • Das vorgeschlagene Verfahren zur Herstellung ermöglicht eine einfache und kostengünstige Herstellung eines erfindungsgemäßen Wärmeübertragers 9. Zudem wird durch die vorbefüllte Leitung 6 auch eine Installation des Wärmeübertragers 9 in einer Heizungsanlage erleichtert.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Eingang Kältemittelkreislauf
    2
    Ausgang Kältemittelkreislauf
    3
    Zulauf Warmwasser
    4
    Ablauf Warmwasser
    5
    Behälter
    6
    Leitung
    7
    Zusatzheizer
    8
    Pumpe
    9
    Wärmeübertrager

Claims (8)

  1. Wärmeübertrager (9) zur Übertragung von Wärme eines kondensierenden Kältemittels auf Trinkwasser, aufweisend einen Behälter (5) mit einem Zulauf (3) und einem Ablauf (4) und mindestens eine den Behälter (5) kontaktierend angeordnete und für ein kondensierendes Kältemittel geeignete Leitung (6), wobei der Behälter (5) eine zylindrische Form aufweist und der Zulauf (3) und der Ablauf (4) an jeweils einer Stirnseite der zylindrischen Form angeordnet sind und der Behälter (5) mindestens einen Zusatzheizer (7) aufweist, der an einer Stirnseite gemeinsam mit dem Zulauf (3) angeordnet ist.
  2. Wärmeübertrager (9) nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Zusatzheizer (7) ein elektrischer Zusatzheizer (7) ist.
  3. Wärmeübertrager (9) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Behälter (5) eine zylindrische Form aufweist und die Leitung (6) zumindest an deren Mantelfläche angeordnet ist.
  4. Wärmeübertrager (9) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Wärmeübertrager (9) eine wärmeisolierende Umhüllung aufweist.
  5. Verfahren zur Herstellung eines Wärmeübertragers (9) nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend die folgenden Schritte:
    a) Befüllen mindestens einer Leitung (6) mit Kältemittel,
    b) Befestigen der mindestens einen Leitung (6) an einem Behälter (5).
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei in Schritt b) das Befestigen der mindestens einen Leitung (6) an dem Behälter (5) mittels Kleben, Klipsen, Klemmen, Schweißen oder Löten erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei in einem Schritt c) die mindestens eine Leitung (6) in eine für die Befestigung an einem Behälter (5) geeignete Form gebracht wird.
  8. Heizungsanlage, aufweisend einen Wärmeübertrager (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
EP22165719.0A 2021-04-06 2022-03-31 Wärmeübertrager Pending EP4071431A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021108545.4A DE102021108545A1 (de) 2021-04-06 2021-04-06 Wärmeübertrager

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4071431A1 true EP4071431A1 (de) 2022-10-12

Family

ID=80999608

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP22165719.0A Pending EP4071431A1 (de) 2021-04-06 2022-03-31 Wärmeübertrager

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP4071431A1 (de)
DE (1) DE102021108545A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102023119969A1 (de) * 2023-07-27 2025-01-30 Canon Production Printing Holding B.V. Vorrichtung zur Steuerung einer Drucktemperatur einer Tinte in einem Druckkopf

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5228505A (en) 1986-02-21 1993-07-20 Aqua Systems Inc. Shell and coil heat exchanger
US7243500B2 (en) * 2004-06-02 2007-07-17 Advanced Thermal Sciences Corp. Heat exchanger and temperature control unit
EP3453998A1 (de) * 2017-09-06 2019-03-13 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO System zur energiespeicherung mit wärmetauschern
EP3453997A1 (de) * 2017-09-06 2019-03-13 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO System zur energiespeicherung mit einem wärmetransferfluidtank
EP3175195B1 (de) * 2014-07-29 2020-02-12 Mahle International GmbH Wärmeübertrager und verfahren zur herstellung des wärmeübertragers

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT374272B (de) 1978-09-13 1984-04-10 Philips Nv Wasserheizgeraet mit einer waermepumpe

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5228505A (en) 1986-02-21 1993-07-20 Aqua Systems Inc. Shell and coil heat exchanger
US7243500B2 (en) * 2004-06-02 2007-07-17 Advanced Thermal Sciences Corp. Heat exchanger and temperature control unit
EP3175195B1 (de) * 2014-07-29 2020-02-12 Mahle International GmbH Wärmeübertrager und verfahren zur herstellung des wärmeübertragers
EP3453998A1 (de) * 2017-09-06 2019-03-13 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO System zur energiespeicherung mit wärmetauschern
EP3453997A1 (de) * 2017-09-06 2019-03-13 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO System zur energiespeicherung mit einem wärmetransferfluidtank

Also Published As

Publication number Publication date
DE102021108545A1 (de) 2022-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10202807A1 (de) System zur Temperierung von Hochleistungs-Sekundärbatterien für Fahrzeuganwendungen
DE2804749C3 (de) Durchlauferhitzer
DE102017220297B4 (de) Wärmetauscher
DE112018003950T5 (de) Wärmerückgewinnungsvorrichtung und wärmerückgewinnungssystem
DE102016206300A1 (de) Ladestecker und ladestation zur abgabe elektrischer energie an einen empfänger elektrischer energie
DE112013004906T5 (de) Thermoelektrische Anordnung unter Verwendung einer Kartuschenhalterung
DE102011013684A1 (de) Elektrisches Bauteil mit wenigstens einer in einer Vergussmasse angeordneten elektrischen Verlustleistungsquelle und einer Kühleinrichtung
EP3611738A1 (de) Kühlmanschette für energieleitungen
DE3414284A1 (de) Elektrisches heizelement fuer rohrleitungen, insbesondere fuer lange rohrleitungen
DE102017207738A1 (de) Elektrische Heizeinrichtung
DE102009037548A1 (de) Gehäuseteil für ein Getriebe und Verfahren zur Herstellung
EP4071431A1 (de) Wärmeübertrager
EP2751502A1 (de) Verdampfer-waermetauscher-einheit
DE102009058364A1 (de) Wärmespeicher mit Einspeiseeinrichtung zur langzeitstabilen und gleichmäßigen Leistungsabgabe und Verfahren hierzu
EP3009780A1 (de) Wärmeübertrager
EP2295888B1 (de) Wassererwärmer
EP1862651A2 (de) Isoliervorrichtung für ein, insbesondere von einem heißen Medium durchströmbares Maschinenelement
DE3221348A1 (de) Heizelement mit zylindrischer wandung
DE102017119473A1 (de) Fluidheizer und Verfahren zur Herstellung eines Fluidheizers
DE102016220594A1 (de) Verteilerstück für beheizbare Fluidleitungen
DE202007007125U1 (de) Heizmittel zur Erwärmung eines Fluids
DE3200474C2 (de) Elektrischer Durchlauferhitzer
DE10212125A1 (de) Drosselklappenstutzen
WO2018192736A1 (de) Leitungsanordnung
DE102015013015A1 (de) Vorrichtung zur Erwärmung von Wasserstoff

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20230412

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20241205

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20260325