EP4071431A1 - Heat exchanger - Google Patents

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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
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container
line
heat exchanger
heat
inlet
Prior art date
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Pending
Application number
EP22165719.0A
Other languages
German (de)
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
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Publication date
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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.

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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.The heat exchanger (9) proposed here for transferring heat from a condensing refrigerant to drinking water has a container (5) with an inlet (3) and an outlet (4), and one arranged in contact with the container (5) and for a condensing refrigerant suitable line (6), wherein the container (5) has a cylindrical shape and the inlet (3) and the outlet (4) are each arranged on an end face of the cylindrical shape and the container (5) has at least one additional heater (7). , which is arranged on one end face together with the inlet (3). The line (6) can be arranged on the container (5) in such a way that a significant proportion of the outer surface of the container (5) is covered in order to ensure a large flow of heat from the line (6) to the container wall. The line (6) can in particular be wound around the container (5) or also arranged in a meandering manner in order to at least partially enclose it in a planar contact manner. In particular, the heat exchanger (9) proposed here has a simple structure and can be produced inexpensively.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmeübertragers und eine Heizungsanlage.The invention relates to a heat exchanger, a method for producing a heat exchanger and a heating system.

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.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.

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.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. In addition, 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.

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 the event that the heat pump cannot provide sufficient heat flow for a hot water requirement, an additional heater is usually provided in the plate heat exchanger. According to the prior art, 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.

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.In the US 5,228,505A discloses a heat exchanger having a vessel surrounded by a helical conduit with heat transfer is allowed on the container. Coiled tube heat exchangers have been used in a variety of applications for many years, including cooling systems and heat pumps.

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.In summary, it is stated that the heat exchangers known from the prior art for heating drinking water by means of a heat pump involve disadvantageously high installation space requirements and/or costs and may have a short service life or insufficient energy efficiency.

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.Based on this, it is the object of the invention to at least partially alleviate the problems described with reference to the prior art and, in particular, to propose a heat exchanger for heating drinking water using a heat pump that is simple in design, can be produced inexpensively and has only low operational readiness losses or a has a long service life.

Zudem soll ein Herstellungsverfahren für einen Wärmeübertrager angegeben werden, das eine einfache und kostengünstige Herstellung eines Wärmeübertragers ermöglicht.In addition, a manufacturing method for a heat exchanger is to be specified, which enables a simple and cost-effective manufacture of a heat exchanger.

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.These objects are solved by the features of the independent patent claims. Further advantageous refinements of the solution proposed here are specified in the independent patent claims. It is pointed out that the features listed in the dependent patent claims can be combined with one another in any technologically meaningful manner and define further refinements of the invention. In addition, the features specified in the patent claims are specified and explained in more detail in the description, with further preferred configurations of the invention being presented.

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.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.

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.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.

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.According to a preferred embodiment, 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.

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.A contacting arrangement of line and container should in particular ensure good heat transfer between line and container. For this purpose, the line can preferably be attached to the container by means of a material connection by means of soldering or a soldered connection.

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.In order to be suitable for a condensing refrigerant, the pipe can be pressure-resistant. For example, 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.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Behälter aus Stahl hergestellt.According to a preferred embodiment, the container is made of steel.

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.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. Advantageously, the additional heater is easy to maintain and, if necessary, replaceable.

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.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.

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.In addition, 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.

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.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.

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.According to a further preferred embodiment, 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.

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.
Another aspect of the invention relates to a method for producing a heat exchanger proposed here and includes the following steps:
  1. a) charging a line with refrigerant, and
  2. b) Attaching the line to a container.

Die Schritte a) und b) werden bei einem regulären Betriebsablauf zumindest einmal in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt.Steps a) and b) are carried out at least once in the specified sequence in a regular operational sequence.

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.According to a first step a), a line is filled with a refrigerant. It goes without saying that the line is tightly sealed after filling to prevent refrigerant leakage. The refrigerant can be a synthetic refrigerant such as R410A, R290 or 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.According to a step b), 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.

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.According to a preferred embodiment of the method, 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.

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.According to a further preferred embodiment of the method, in a cumulative step, the line can be brought into a form suitable for attachment to a container before filling according to step a). For example, the conduit may already be formed into a spiral shape for placement around a cylindrical container. This advantageously facilitates attachment to the container.

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.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.

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.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. In particular, the heat exchanger proposed here has a simple structure and can be produced inexpensively. The method of manufacture in particular contributes to this. In addition, the heat exchanger has an excellent service life, particularly since there are no narrow channels that could become clogged.

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.
The invention and the technical environment are explained in more detail below with reference to the attached figure. It should be pointed out that the invention should not be limited by the exemplary embodiments given. In particular, unless explicitly stated otherwise, it is also possible to extract partial aspects of the facts explained in the figure and to combine them with other components and findings from the present description. In particular, it should be pointed out that the figure and in particular the proportions shown are only schematic. It shows:
Figure 1:
a heat exchanger.

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. 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.

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.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 .

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.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.

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.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.

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.The winding of the line 6 preferably covers a large part of the lateral surface of the container 5 with a circular-cylindrical shape. Advantageously, as high a heat flow as possible can be transferred from line 6 to container 5 .

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.According to a particularly preferred development, 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 .

Der Wärmeübertrager 9 kann eine hier nicht gezeigte wärmisolierende Umhüllung aufweisen, die vorteilhaft eine ungewollte Wärmabgabe an die Umgebung mindert.The heat exchanger 9 can have a heat-insulating cover, not shown here, which advantageously reduces unwanted heat release to the environment.

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.According to the method proposed here for producing a heat exchanger 9, 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.

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.In a step a), the line can now be filled with refrigerant. The filled line 6 is then closed so that the refrigerant cannot escape.

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.According to a step b), 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 .

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.The proposed manufacturing method enables a simple and cost-effective manufacture of a heat exchanger 9 according to the invention. In addition, the pre-filled line 6 also makes it easier to install the heat exchanger 9 in a heating system.

BezugszeichenlisteReference List

11
Eingang KältemittelkreislaufInput refrigerant circuit
22
Ausgang KältemittelkreislaufOutlet refrigerant circuit
33
Zulauf Warmwasserinlet hot water
44
Ablauf Warmwasserdrain hot water
55
Behältercontainer
66
LeitungManagement
77
Zusatzheizerauxiliary heater
88th
Pumpepump
99
Wärmeübertragerheat exchanger

Claims (8)

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.Heat exchanger (9) for transferring heat from a condensing refrigerant to drinking water, having a container (5) with an inlet (3) and an outlet (4) and at least one line (5) which is arranged in contact with the container (5) and is suitable for a condensing refrigerant 6), wherein the container (5) has a cylindrical shape and the inlet (3) and the outlet (4) are each arranged on an end face of the cylindrical shape and the container (5) has at least one additional heater (7) which is one end is arranged together with the inlet (3). Wärmeübertrager (9) nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Zusatzheizer (7) ein elektrischer Zusatzheizer (7) ist.Heat exchanger (9) according to claim 1, wherein the at least one additional heater (7) is an electric additional heater (7). 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.Heat exchanger (9) according to one of the preceding claims, wherein the container (5) has a cylindrical shape and the line (6) is arranged at least on its lateral surface. Wärmeübertrager (9) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Wärmeübertrager (9) eine wärmeisolierende Umhüllung aufweist.Heat exchanger (9) according to one of the preceding claims, wherein the heat exchanger (9) has a heat-insulating casing. 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). Method for producing a heat exchanger (9) according to one of the preceding claims, comprising the following steps: a) filling at least one line (6) with refrigerant, b) fastening the at least one line (6) to a container (5). 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.Method according to Claim 5, in which, in step b), the at least one line (6) is fastened to the container (5) by means of gluing, clipping, clamping, welding or soldering. 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.Method according to one of claims 5 or 6, wherein in a step c) the at least one line (6) is brought into a form suitable for attachment to a container (5). Heizungsanlage, aufweisend einen Wärmeübertrager (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 4.Heating system, having a heat exchanger (9) according to one of Claims 1 to 4.
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