JP6531099B2 - 熱交換器、加熱装置、加熱システム、および水を加熱するための方法 - Google Patents

熱交換器、加熱装置、加熱システム、および水を加熱するための方法 Download PDF

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Description

本発明は、熱交換器、このような熱交換器を備える加熱装置、加熱システム、およびその使用方法に関する。
熱交換器は、多くの冷却装置および加熱装置に用いられている。周知の加熱装置は、例えば、セントラルヒーティング水(CH水)を加熱するための加熱ボイラーおよび水道水を加熱するための自動湯沸し器またはボイラーである。自動湯沸し器は、水が貫流するときに該水を加熱する貫流水加熱器であり、ボイラーは、温水貯蔵器を有する温水供給装置である。
前述の加熱ボイラーを自動湯沸し器またはボイラーと組み合わせたコンビボイラーも知られている。コンビボイラーの利点は、CH設備用水と水道水との両方が単一熱源、例えば、バーナによって加熱されることにある。単一熱源しか用いられないので、空間が節約されると共に、第2の熱源を設ける必要がないので、コストの点で有利である。
特に有利な熱交換器および該熱交換器を備える温水加熱装置が、出願人の特許文献1において出願人によって提案されている。この熱交換器は、熱伝導材から製造されており、流体を案内して該流体と熱交換器との間で熱を伝達させるための横断フィンおよび長手方向フィンと、第2の流体を案内するための第1の導管と、第3の流体を案内するための第2の導管とを備え、第1および第2の導管は、熱交換器の熱伝導材内に入り込んでいる。この熱交換器は、フィンと2つの導管とを組み合わせているので、3つの流体間において熱交換を生じさせることができる。従って、特許文献1の熱交換器は、2つの導管を通って流れる流体がCH水および水道水であるコンビボイラーへの適用に特に適している。
しかし、小型化および信頼性のような前提条件を順守しながら、加熱装置および熱交換器の効率をさらに改良することが依然として必要とされている。
オランダ特許第1035654号明細書
本発明は、前記の欠点が生じないかまたは少なくともより少ない程度にしか生じない、前述の形式の熱交換器および加熱装置を提供することを目的とするものである。
本発明によれば、前記目的は、独立請求項に記載の熱交換器、加熱装置、加熱システム、および方法によって達成されることになる。
本発明による加熱装置用、特に、温水器具用の熱交換器は、
−第1の流体を案内するための第1の導管回路と、
−第2の流体を案内するための第2の導管回路と、
を備え、
−第1の導管回路および第2の導管回路は、いずれも熱伝導材内に配置されており、
−熱伝導材は、第1の側に、第3の流体と少なくとも第1の導管回路との間で熱を伝達するためのフィンを備えており、これによって、使用中、第3の流体と第1の導管回路を通って流れる第1の流体との間に熱伝達が生じるようになっており、
−第1の導管回路は、熱伝導材の第1の側と実質的に平行にかつ接近して配置された面を実質的に画定しており、
−第2の導管回路は、使用中に第2の流体と第1の導管回路を通って流れる第1の流体との間に熱伝達が生じるように、第1の導管回路に実質的に沿って配置されており、
−第2の導管回路は、第1の導管回路によって画定された面の制限された部分のみに実質的に沿って延在している。
「第1の導管回路によって画定された面の制限された部分」は、第2の導管回路が熱交換器の熱伝導材内にそれほど深く延在していないことを意味すると理解されたい。
もし第1の導管回路が熱伝導材内に高さH1まで延在しているなら、第2の導管回路は、高さH2を有しており、H2<H1である。
好ましくは、H2<0.8×H1、さらに好ましくは、H2<0.7×H1の関係がさらに適用されている。この関係を順守することによって、第2の導管回路は、加熱装置内に配置されたとき、熱源として機能するバーナから十分遠くに離れて位置することが確実になる。
請求項1の前文は、出願人による供給されるコンビボイラーから知られており、とりわけ、オランダ特許第1035654号明細書から知られている。熱交換器では最適な熱伝達を達成することが望まれるので、オランダ特許第1035654号明細書に示されている熱交換器では、熱伝達を生じさせねばならない導管回路は、熱交換器の実質的に全長にわたって互いに接近して配置されている(特に、オランダ特許第1035654号明細書の図2を参照されたい)。本発明による熱交換器は、熱交換接触するように互いに隣接して配置された2つの導管回路が、直感に反して、互いに著しく異なる長さを有している点において、オランダ特許第1035654号明細書の熱交換器と明確に異なっている。
この例外的な構造的解決策によって、2つの個別の熱源を利用する場合に、1つの熱源による他の熱源の望ましくない加熱を阻止するかまたは著しく低減させるように熱源を配置するという選択肢が得られることになる。従って、より強い熱源がより弱い熱源を加熱することなく、これによって、熱エネルギーが損失することなく、異なる能力を有する2つの熱源を用いることが可能になる。
本発明は、特に、ガス−液体熱交換器と液体―液体熱交換器とが一体化された熱交換器を提供するものである。特に、これらの2種類の熱交換器の二次液体は、同一、すなわち、水道水および/またはCH水である。これらの2種類の熱交換器は、2つの熱交換器の1つが、例えば、非使用時にあるときに、これらの熱交換器が互いに対して最小限の悪影響しか及ぼさないように、構成することができる。従って、秋季および春季には、殆どの使用条件において、ヒートポンプを介して供給される熱によって十分に熱交換することができるので、ガスバーナは、さらなる追加的な加熱のために最小限に用いられればよいことが想定される。
冬季には、ガスバーナが、ヒートポンプまたは太陽熱収集器のような自然の熱源によって支援されてもよい。しかし、空気ヒートポンプまたは太陽熱収集器は、期間によっては、最小限の貢献しかもたらさないことも考えられるので、第2および/または第4の導管回路内の流体が一時的に停滞する可能性がある。この場合、該流体の沸騰または化学的壊変を防ぐために、第2および/または第4の導管回路は、第1の導管回路によって画定された面内において制限された部分のみに延在し、少なくともバーナの真後ろには配置されないようになっている。
熱交換器の熱伝導材は、単一片から製造可能になっており、この単一片は、必要に応じて、該単一片に少なくとも部分的に一体化されたフィンを備えている。
好ましい実施形態によれば、第2の導管回路は、第1の導管回路よりも少なくとも20%短くなっている。導管回路の長さは、この出願では、熱交換器の内側に存在する管の全長として、従って、熱交換器の熱伝導材内における導管回路の入口開口から出口開口までの長さとして、規定されている。
熱交換器のさらに好ましい実施形態によれば、第1の導管回路は、第2の導管回路と熱伝導材の第1の側との間に配置されており、この第1の側がフィンを備えている。
この有利な配置において、熱伝導材の第1の側のフィンに沿って流れる第3の流体および第2の導管回路を通って流れる第2の流体は、使用中、第1の導管回路を通って流れる第1の流体を加熱するための熱源として利用可能である。
ここで、熱伝導材の第1の側から遠く離れた第1の導管回路の側に配置された第2の導管回路が、第1の導管回路によって、第3の流体により生じた熱からある距離にわたって遮蔽されると、特に有利である。
第3の流体が燃焼ガスであり、第2の導管回路がヒートポンプまたは太陽熱収集器のような自然の熱源に接続されている実施形態では、これによって、第3の流体から抽出される熱エネルギーの排出を防ぐことができる。従って、提案されている導管回路の配置は、熱交換器のエネルギー効率を高めることになる。
さらに好ましい実施形態によれば、熱交換器は、熱交換器の熱伝導材内に配置された第4の流体を案内するための第3の導管回路をさらに備えている。
第3の導管回路の追加によって、4つの流体間において熱交換が生じることになる。従来のコンビボイラーは、CH水および水道水の両方の加熱にすでに適しており、さらなる形式の温水消費具を作動させることもありそうにない。にもかかわらず、本発明による熱交換器が第4の流体を案内するための第3の導管回路を備える理由は、第2の熱源、例えば、ヒートポンプまたは太陽熱収集器を熱交換器に接続することができるという選択肢をもたらすという特別の目的があるからである。
あるいは、必要に応じて、本発明がさらなる熱源に接続されるように構成されたさらなる導管回路を備えてもよいことに留意されたい。この点から、さらに好ましい実施形態による装置は、熱交換器の熱伝導材内に配置された第5の流体を案内するための第4の導管回路を備えている。装置が第4の導管回路を備えているので、2つの追加的な熱源、例えば、前述のヒートポンプおよび太陽熱収集器を同時に接続することができる。
さらに好ましい実施形態によれば、第3の導管回路は、フィンが設けられた熱伝導材の第1の側と第2の導管回路および/または第4の導管回路との間に配置されることになる。温水装置の水消費具への接続が意図された第3の導管回路は、第1の導管回路と同様、2つまたは3つの互いに異なる熱源を介して、個々に加熱されてもよいし、または必要に応じて一緒に加熱されてもよいという利点を有している。
さらに好ましい実施形態によれば、第1の導管回路および第3の導管回路は、実質的に同一面内に配置されており、交絡パターンを画定している。
この構成によって、温水装置内において温水消費具への接続が意図された第1の導管回路および第3の導管回路の両方が、この同一の温水装置の熱源、すなわち、フィンに沿って流れる第3の流体および第2の導管回路を通って流れる第2の流体と最適に熱交換接触することになる。加えて、第1の導管回路および第3の導管回路は、連携して、例えば、ヒートポンプへの接続が意図された第2および/または第4の導管回路をフィンから遮蔽することになる。この構成によって、一方では、この遮蔽によって、エネルギー効率がさらに改良され、他方では、第2および第3の流体から第1および第4の流体への良好な熱伝達がもたらされることになる。
2つの温水消費具は、さらに好ましい実施形態によって、熱伝達材内において第3の導管回路の長さが第1の導管回路の長さと実質的に同一であるとき、同様の熱伝達が得られるという利点がある。
しかし、温水消費具の能力が異なっていることが望ましいと見なされることもある。例えば、建物の良好な絶縁の結果、CH水消費具によって必要とされる能力を低下させ、その逆に給湯水の使用を増大させる傾向にある。これは、快適さおよび他の理由から、シャワーがますます大きくなり、それに付随して、より高い水圧が望まれるからである。望まれる温水能力のこの差に適応させるために、代替的な好ましい実施形態によれば、熱伝導材の内側における第3の導管回路の長さが、第2の導管回路の長さおよび/または第4の導管回路の長さよりも大きく、第2および/または第4の導管回路の長さは、第1の導管回路の長さと少なくとも10%異なっている。
最長の導管回路は、最大の能力が望まれる水消費具に接続されることに留意されたい。もし前述の傾向と同じようにCH温水よりも給湯水が必要とされるなら、最長の導管回路は、水道水回路に接続されることになる。
本発明は、さらに、
−前述の熱交換器を有するハウジングと、
−ハウジング内に配置された、少なくとも1つのバーナを備える第1の熱源であって、バーナは、フィンが設けられた熱伝導材の第1の側の近くに配置されており、少なくとも1つのバーナの燃焼ガスは、第3の流体を生成し、該第3の流体は、使用中に熱伝導材の第1の側に沿ってバーナ側からフィンを介してハウジングの放出側に流れ、第3の流体と熱伝導材との間に熱伝達が生じるようになっている第1の熱源と、
を備え、
−第1の流体を案内するために熱伝導材内に配置された第1の導管回路は、第1の入口開口および第1の出口開口を備えており、
−第2の流体を案内するために熱伝導材内に配置された第2の導管回路は、第2の入口開口および第2の出口開口を備えている、
加熱装置に関する。
フィンは、第1の側から延在しているが、該第1の側は、熱交換器が、熱伝導材の第1の側に沿った長手方向において、かつ温水器具の燃焼ガス放出側の方向において、温水器具に取り付けられた場合、1つまたは複数のバーナの近くに位置することになる。
加熱装置の好ましい実施形態によれば、第2の導管回路の第2の入口開口および第2の出口開口は、バーナ側の反対に位置するハウジングの放出側の近くに配置されている。第2の導管回路は、そこから、1つまたは複数のバーナからある距離を隔てた位置まで延在しており、これによって、第2の導管回路を通って流れる第2の媒体は、1つまたは複数のバーナによって生じる熱により実質的に影響されないことになる。
この構造によって、第2の導管回路を熱交換器の比較的低温の部分にのみ延在させることが達成される。これによって、1つまたは複数のガスバーナは、例えば、ヒートポンプへの接続が意図される第2の導管回路および使用中に該第2の導管回路内に存在する第2の流体を加熱しないことになる。
さらに好ましい実施形態によれば、加熱装置は、第5の流体を案内するために熱伝導材内に配置された第4の導管回路をさらに備えている。第4の導管回路は、第4の入口開口および第4の出口開口を備えている。従って、ガスバーナに加えて、ヒートポンプおよび太陽熱収集器のような2つの追加的な熱源を加熱装置に接続させることができる。
加熱装置のさらに他の好ましい実施形態によれば、第4の導管回路の第4の入口開口および第4の出口開口は、バーナ側の反対に位置するハウジングの放出側の近くに配置されている。第4の導管回路は、そこから、1つまたは複数のバーナからある距離を隔てた位置まで延在しており、これによって、第4の導管回路を通って流れる第5の媒体は、1つまたは複数のバーナによって生じる熱により実質的に影響されないことになる。
本発明は、さらに、
−前述の加熱装置
を備え、
−第1の導管回路は、第1の入口開口および第1の出口開口を介して温水消費具に接続されており、
−第2の導管回路は、第2の入口開口および第2の出口開口を介して熱源に接続されている、
加熱システムに関する。
加熱システムの好ましい実施形態によれば 第1の導管回路に接続される温水消費具は、CH水消費具または水道水消費具である。
さらに好ましい実施形態によれば、第2の導管回路に接続される熱源は、太陽熱収集器またはヒートポンプ、特に、空気ヒートポンプまたは地熱ヒートポンプを含んでいる。
加熱装置にヒートポンプの形態にある第2の熱源を設けることによって、CH水および/または水道水を加熱または予熱するために、自然の無尽蔵のエネルギー源を利用することができる。大気熱または地上熱を利用することによって、環境を壊すことなく、さらなるエネルギー節約が実現される。さらに、ヒートポンプによって生じる熱は、CO排出をもたらさない。
さらに他の好ましい実施形態によれば、熱交換器は、熱交換器の熱伝達材内に配置された第4の流体を案内するための第3の導管回路をさらに備えている。第3の導管回路は、温水消費具に接続される第3の入口開口および第3の出口開口を備えている。
これらの手段によれば、加熱システムは、2つの温水消費具、すなわち、CH水消費具および水道水消費具の両方に同時に接続可能になるので、第2の熱源を従来のコンビボイラーに加えることができる。従って、加熱装置は、必要に応じて、これらの利用可能な熱源から選択された1つの熱源を利用することができ、または必要に応じて、互いに異なる流体間の熱交換を行なうために、両方の熱源を同時に利用することもできる。
さらに好ましい実施形態によれば、第1の導管回路および第2の導管回路に接続される温水消費具は、CH水消費具および水道水消費具を含んでいる。
CH水消費具は、第1の導管回路に接続可能であり、水道水消費具は、第2の導管回路に接続可能である。または、この逆に、CH水消費具は、第2の導管回路に接続可能であり、水道水消費具は、第1の導管回路に接続可能である。もし2つの回路が互いに異なる長さおよび/または互いに異なる流量を有していたなら、最大能力が望まれる水消費具が最大長さおよび/または最大流量を有する回路に接続されることになる。
加熱システムのさらに好ましい実施形態によれば、熱交換器は、熱交換器の熱伝導材内に配置された第5の流体を案内するための第4の導管回路をさらに備え、
−第4の導管回路は、熱源に接続される第4の入口開口および第4の出口開口を備えている。
加熱システムのさらに好ましい実施形態によれば、第4の導管回路に接続される熱源は、ヒートポンプまたは太陽熱収集器を含んでいる。
最後に、本発明は、前述の加熱システムを用いて水消費具の水を加熱するための方法であって、
−熱源によって加熱された第2の流体を熱伝導材の断片内に配置された第2の導管回路内に送り出すステップと、
−第2の流体から熱伝導材を介して第1の導管回路に熱を伝達させるステップであって、該第1の導管回路は、第2の導管回路の近くに配置されて第2の導管回路と熱伝導接触しており、かつ温水消費具に接続されているステップと、
を含む、方法に関する。
加熱装置にヒートポンプまたは太陽熱収集器の形態にある第2の熱源を設けることによって、自然の無尽蔵のエネルギー源が利用されることになる。
本発明の好ましい実施形態によれば、本方法は、熱伝導材を介して熱を第3の導管回路に伝達させるステップであって、該第3の導管回路も、第2の導管回路の近くにおいて熱伝導材内に配置されており、該第3の導管回路にさらなる温水消費具が接続されている、ステップをさらに含んでいる。
本発明のさらに好ましい実施形態によれば、本方法は、第1の導管回路を通って流れる第1の流体および/または第3の導管回路を通って流れる第4の流体を加熱するために、熱伝導材を少なくとも1つのバーナによって加熱するステップをさらに含んでいる。
第1のステップとして、加熱されるべき水が、ヒートポンプを用いて予熱され、この後、該水は、バーナを横切って流れ、これによって、バーナは、該水を所望の水温までさらに加熱することになる。バーナは、この目的のために、数秒間パルス状に作動され、これによって、ヒートポンプによって予熱された水に追加的な増熱を与えるようになっていてもよい。
以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施形態についてさらに説明する。
本発明による加熱システムを示す概略図である。 本発明の第1の実施形態による加熱装置の一部を切り取った斜視図である。 図2に示されている加熱装置の概略図である。 図2および図3に示されている加熱装置の断面図である。 本発明の第2の実施形態による加熱装置の一部を切り取った斜視図である。 図5に示されている加熱装置の側面図である。 図5に示されている実施形態の導管回路の斜視図である。 第4の導管回路を有するさらに好ましい実施形態の側面図である。
本発明による加熱システム70は、図1に示されている建物80内に配置されている。加熱システム70は、水を加熱するための環境にやさしい熱源として機能とするヒートポンプ72および太陽熱収集器74に接続されている。加熱された水は、暖房ラジエータ82を備えるCHシステムならびにシャワー84および浴槽86のような温水消費具によって用いられるようになっている。太陽熱収集器74は、好ましくは、バッファー容器76を備えている。
ヒートポンプ72および太陽熱収集器74は、熱源として、単独で用いられてもよいし、または組み合わせて用いられてもよいことに留意されたい。
加熱システム70の基礎は、ハウジング52内に収容された熱交換器1を備える加熱装置50によって構成されている。熱交換器1は、1つまたは複数のガスバーナ54によって加熱可能になっている。ファン58が、ガス混合パイプ60を介して、ガスブロック62によって調製されたガス混合物を引き込むようになっている。ガスブロック62は、ガス送給パイプ64を介してガスを得るようになっている。送気部56が、ハウジング52の上側に設けられている(図2)。
熱交換器1の熱伝導材2が図に透視して示されており、熱伝導材2内に配置された導管回路28,38が見えている。
図3に示されている実施形態では、温水消費具に接続された1つの導管回路のみが示されている。すなわち、図示されている実施形態における第3の導管回路38は、給湯水をもたらすことが意図されている。第3の導管回路38は、第3の入口開口40および第3の出口開口42を備えており、比較的冷めたい水道水が第3の入口開口40を通って熱交換器1内に入り、熱交換器1内において加熱された水道水が第3の出口開口42を通って熱交換器1から出るようになっている。
図3は、給湯水のみを供給する温水器具を示しているが、CH温水のみを供給する温水装置50が同様に組み立てられてもよいことに留意されたい。本明細書において、第3の導管回路38は、水道水用の回路であり、第1の導管回路18は、CH水用の回路である。当業者であれば、本発明の概念から逸脱することなく、これらの種類の温水が交換されてもよく、従って、第3の導管回路38および第1の導管回路18は、完全に交換可能であることを認めるであろうことに明確に留意されたい。
また、図3に示されている実施形態では、第2の導管回路28も設けられており、該第2の導管回路28を通って、ヒートポンプ72によって供給された温水が流れるようになっている。この温水は、第2の入口開口30を介して熱交換器1に入るようになっている。いったん熱交換器1内に流入したなら、この温水は、第2の導管回路28を介して、熱を熱伝導材2に放出し、熱伝導材2は、該熱を温水消費具82,84,86の導管回路に伝達することになる。図示されている実施形態では、第2の導管回路28を通って流れる第2の流体F2からの熱は、第3の導管回路38を通って流れる第4の流体、すなわち、水道水に伝達されるようになっている。
図4の側面図は、水消費具の水−この場合、水道水が通流する第3の導管回路38が、第2の導管回路28と熱交換器1の熱伝導材2の第1の側4との間にどのように配置されているかを断面で示している。
ガスバーナ54から流れる第3の流体F3によって加熱される熱交換器1の第1の側4と第2の導管回路28とは、いずれも、第3の導管回路38がこれらの中間に介在する結果として、第3の導管回路38の近くに位置している。従って、第1の側4および第2の導管回路28は、いずれも、単独でまたは協働して、第3の導管回路38を通って流れる第4の流体F4を加熱するための熱源として機能することができる。
第3の導管回路38が中間に介在するということは、第2の導管回路28が、第3の導管回路38によって、第3の流体F3により加熱される熱交換器1の第1の側4から遮蔽されるというさらなる利点が得られることになる。
熱交換器1の第1の側4には、横断フィン10および長手方向フィン12が設けられている。フィン10,12は、バーナ54による高温燃焼ガスを案内し、第1の側4に沿って第3の流体F3を生成し、これによって、第3の流体F3から熱交換器1の熱伝導材2への最適な熱伝達が得られることになる。燃焼ガスF3は、ここでは、第1の側4のバーナ側6から第1の側4の放出側8に流れるようになっている。燃焼ガス出口開口66は、この放出側8の近くに設けられている。
水消費具に接続された2つの導管回路18,38が設けられている特に有利な実施形態が、図5に示されている。図5〜図9に示されている実施形態の作用は、前述の実施形態の作用と同様であるが、さらに拡充されている。これによって、追加的な熱源、好ましくは、環境にやさしいヒートポンプの形態にある熱源が増設されるという利点を有するコンビボイラーが得られることになる。
ここでは、水道水用の前述の第3の導管回路38に加えて、第1の流体F1が通流する第1の導管回路18も設けられている、この第1の流体F1は、CH水である。CH水は、第1の入口開口20を介して熱交換器1に流入し、加熱された後、第1の出口開口22を介して熱交換器1から流出するようになっている。
図6および図7は、水消費具に接続された2つの導管回路18,38の両方がいかに実質的に同一の面44に配置されているかを示している。一方では、これらの管回路18,38は、いずれも、2つの熱源、すなわち、高温の第3の流体F3によって加熱される熱交換器1の第1の側4および第2の導管回路28に良好に熱交換接触している。他方では、これらの導管回路18,38は、第2の導管回路28を望ましくない加熱から遮蔽している。
図示されている2つの実施形態のいずれにおいても、導管回路18,28,38は、可能な限り互いに接近して配置されており、第2の導管回路28は、温水消費具に連通している導管回路18,38よりも著しく短くなっている。
第2の導管回路28が、導管回路18,38よりも著しく短く(図8および図9)、かつ第1の導管回路18および/または第3の導管回路38によって画定された面の制限された部分にのみ実質的に沿って延在しているので(図4、図7および図8)、1つの熱源による他の熱源の望ましくない加熱が阻止されるかまたは著しく低減されることになる。従って、より強い熱源がより弱い熱源を加熱することなく、これによって、熱エネルギーを損失することなく、異なる能力を有する2つの熱源を用いることが可能になる。また、(一時的に遮断されることがある)より弱い熱源に付随する流体F2,F5が沸騰を開始することまたは加熱によって化学的壊変が生じることが阻止されることになる。
図4、図7および図9は、互いに異なる導管回路18,28,38が熱交換器1の熱伝導材2内にどれほど延在しているかを示している。具体的には、第1の導管回路18は、高さH1にわたって延在しており、第2の導管回路28および第3の導管回路38は、それぞれ、高さH2,H3にわたって延在している。高さH2が高さH1よりも小さいこと、すなわち、H2<H1であることは、明らかである。また、H2<H3であることも明らかである。
好ましくは、H2<0.8×H1、さらに好ましくは、H2<0.7×H1の関係が適用されている。この関係を順守することによって、第2の導管回路28は、加熱装置50内に配置されたとき、熱源として機能するバーナ54から十分遠くに離れて位置することが確実になる。
図4、図7および図10に示されているように、熱交換器1は、横断フィン10および長手方向フィン12を備えている。長手方向フィン12は、その高さが変化している。バーナ54の位置では、長手方向フィン12は、比較的制限された高さを有しており、長手方向フィン12のこの高さは、バーナ54から離れるにつれて大きくなっている。長手方向12のフィン高さは、最大許容運転温度が熱交換器1の上部の実質的に全体に至るように、設計されている。第1の導管回路18および第3の導管回路38の面44の位置において測定される温度は、典型的には、約120℃である。
第2の導管回路28が熱交換器1の熱伝導材2内に延在する高さH2は、さらに好ましい実施形態では、熱交換器1の長手方向フィン10が最大高さを有する範囲内に実質的に含まれていることに留意されたい。
図10に示されている側面図は、図7の断面と極めて似ている断面を示している。この図において、第5の流体F5を案内するための第4の導管回路46も熱交換器1の熱伝導材2内に配置されていることを理解されたい。図10の熱交換器1は、第2の導管回路28および第4の導管回路46の両方を備えているので、熱交換器1において、これらの導管回路28,46を2つの異なる熱源、例えば、ヒートポンプ72および太陽熱収集器74、または2つの異なる形式のヒートポンプ、例えば、空気ヒートポンプおよび地熱ヒートポンプに接続することができる。第4の導管回路が熱交換器2の熱伝導材2内に延在する高さは、第2の導管回路28の高さH2と実質的に一致している。
以上、本発明の好ましい実施形態を説明してきたが、これらの記載されている実施形態は、本発明を例示することのみを意図し、本発明の明細をどのようにも制限するものではない。請求項における手段に参照番号が付されている場合、このような参照番号は、請求項の理解を深めることのみに役立つものであり、保護の範囲をどのようにも制限するものではない。当業者であれば、異なる実施形態の技術的手段を互いに組み合わせることが可能であることに特に留意されたい。記載されている権利は、以下の請求項によって規定され、該請求項の範囲内において、多くの修正を想定することが可能である。

Claims (14)

  1. 加熱装置用、特に、温水器具用の熱交換器であって、
    −第1の流体を案内するための第1の導管回路と、
    −第2の流体を案内するための第2の導管回路と、
    を備え、
    −前記第1の導管回路および前記第2の導管回路は、いずれも熱伝導材内に配置されており、
    −前記熱伝導材は、第1の側に、第3の流体と少なくとも前記第1の導管回路との間で熱を伝達するためのフィンを備えており、
    −前記第1の導管回路は、前記熱伝導材の前記第1の側と実質的に平行にかつ接近して配置された面を実質的に画定しており、
    −前記第2の導管回路は、前記第1の導管回路に実質的に沿って配置されており、
    −前記第2の導管回路は、前記第1の導管回路によって画定された前記面の制限された部分のみに実質的に沿って延在している、
    熱交換器において、
    第4の流体を案内するための第3の導管回路であって、前記熱交換器の前記熱伝導材内に配置された第3の導管回路をさらに備え、
    第5の流体を案内するための第4の導管回路であって、前記熱交換器の前記熱伝導材内に配置された第4の導管回路をさらに備え、
    前記第3の導管回路は、前記熱伝導材の前記フィンが設けられた前記第1の側と、前記第2の導管回路および/または前記第4の導管回路との間に配置されていることを特徴とする、熱交換器。
  2. 前記第2の導管回路は、前記第1の導管回路よりも少なくとも20%短くなっている、請求項1に記載の熱交換器。
  3. 前記第1の導管回路および前記第3の導管回路は、実質的に同一面内に配置されており、交絡パターンを画定している、請求項1または2に記載の熱交換器。
  4. 前記第1の導管回路は、前記第2の導管回路と前記熱伝導材の第1の側との間に配置されており、この第1の側は、前記フィンを備えており、前記熱伝導材の内側において、前記第3の導管回路の長さは、前記第1の導管回路の長さと実質的に同一である、請求項1〜3のいずれかに記載の熱交換器。
  5. 前記熱伝導材の内側において、前記第3の導管回路の長さは、前記第2の導管回路の長さおよび/または前記第4の導管回路の長さよりも大きくなっており、前記第2の導管回路および/または前記第4の導管回路のこの長さは、前記第1の導管回路の長さと少なくとも10%異なっている、請求項4に記載の熱交換器。
  6. −請求項1〜5のいずれかに記載の熱交換器を有するハウジングと、
    −前記ハウジング内に配置された、少なくとも1つのバーナを備える第1の熱源であって、前記バーナは、前記熱伝導材の前記フィンが設けられた前記第1の側の近くに配置されており、前記少なくとも1つのバーナの燃焼ガスは、前記第3の流体を生成し、前記第3の流体は、使用中に前記熱伝導材の前記第1の側に沿って前記バーナ側から前記フィンを介して前記ハウジングの放出側に流れ、前記第3の流体と前記熱伝導材との間に熱伝達が生じるようになっている第1の熱源と、
    を備え、
    −前記第1の流体を案内するために前記熱伝導材内に配置された前記第1の導管回路は、第1の入口開口および第1の出口開口を備えており、
    −前記第2の流体を案内するために前記熱伝導材内に配置された前記第2の導管回路は、第2の入口開口および第2の出口開口を備えており、
    −前記第2の導管回路の前記第2の入口開口および前記第2の出口開口は、前記バーナ側の反対に位置する前記ハウジングの前記放出側の近くに配置されており、前記第2の導管回路は、前記放出側から、前記1つまたは複数のバーナからある距離を隔てた位置まで延在しており、これによって、前記第2の導管回路を通って流れる前記第2の流体は、前記1つまたは複数のバーナによって生じた熱により実質的に影響されないようになっており、
    −第5の流体を案内するために前記熱伝導材内に配置された第4の導管回路であって、第4の入口開口および第4の出口開口を備えた第4の導管回路をさらに備えている、
    加熱装置
  7. 前記第4の導管回路の前記第4の入口開口および前記第4の出口開口は、前記バーナ側の反対に位置する前記ハウジングの前記放出側の近くに配置されており、前記第4の導管回路は、前記放出側から、前記1つまたは複数のバーナからある距離を隔てた位置まで延在しており、これによって、前記第4の導管回路を通って流れる前記第5の流体は、前記1つまたは複数のバーナによって生じた熱により実質的に影響されないようになっている、請求項6に記載の加熱装置
  8. −請求項6または7に記載の加熱装置
    を備え、
    −前記第1の導管回路は、前記第1の入口開口および前記第1の出口開口を介して温水消費具に接続されており、
    −前記第2の導管回路は、前記第2の入口開口および前記第2の出口開口を介して熱源に接続されている、
    加熱システムにおいて、
    前記第2の導管回路に接続された前記熱源は、ヒートポンプ、特に、空気ヒートポンプまたは地上ヒートポンプ、または太陽熱収集器を含んでいることを特徴とする、加熱システム。
  9. 前記第1の導管回路に接続された前記温水消費具は、CH水消費具または水道水消費具である、請求項に記載の加熱システム
  10. 前記熱交換器は、前記熱交換器の前記熱伝導材内に配置された、第4の流体を案内するための第3の導管回路をさらに備えており、
    −前記第3の導管回路は、温水消費具に接続された第3の入口開口および第3の出口開口を備えており、
    −前記第1の導管回路および前記第2の導管回路に接続された前記温水消費具は、好ましくはCH水消費具および水道水消費具を含んでいる、
    請求項8または9に記載の加熱システム
  11. 前記熱交換器は、前記熱交換器の前記熱伝導材内に配置された、第5の流体を案内するための第4の導管回路をさらに備えており、
    −前記第4の導管回路は、熱源に接続された第4の入口回路および第4の出口開口を備えている、
    請求項10に記載の加熱システム
  12. 前記第4の導管回路に接続された前記熱源は、ヒートポンプまたは太陽熱収集器を含んでいる、請求項11に記載の加熱システム
  13. 請求項8〜12のいずれかに記載の加熱システムを用いて水消費具の水を加熱するための方法であって、
    −熱源によって加熱された第2の流体を前記熱伝導材の断片内に配置された前記第2の導管回路内に送り出すステップと、
    −前記第2の流体から前記熱伝導材を介して第1の導管回路に熱を伝達するステップであって、前記第1の導管回路は、前記第2の導管回路の近くに配置されて前記第2の導管回路に熱変換接触しており、かつ温水消費具に接続されているステップと、
    を含む、方法において、
    前記熱伝導材を介して熱を第3の導管回路に伝達させるステップであって、前記第3の導管回路も前記第2の導管回路の近くにおいて前記熱伝導材内に配置されており、前記第3の導管回路にさらなる温水消費具が接続されているステップをさらに含むことを特徴とする、方法
  14. 前記第1の導管回路を通って流れる前記第1の流体および/または前記第3の導管回路を通って流れる前記第4の流体を加熱するために、前記熱伝導材を少なくとも1つのバーナによって加熱するステップをさらに含む、請求項13に記載の方法
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