PL223959B1 - Dwufunkcyjny wymiennik ciepła - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest dwufunkcyjny wymiennik ciepła, mający zastosowanie w instalacjach centralnego ogrzewania i ciepłej wody użytkowej.

Z opisu patentowego PL 165412 znany jest wymiennik ciepła o przepływie przeciwprądowym, mający zastosowanie w instalacjach centralnego ogrzewania oraz wody użytkowej. Wymiennik posiada cylindryczny płaszcz zakończony dennicami, króćce wody grzejnej usytuowane w osi wymiennika, króćce wody ogrzewanej usytuowane w części cylindrycznej płaszcza, oraz wymienny blok wężownic nawiniętych wokół rdzenia w układzie przeciwskrętnym i połączonych trwale ze ścianami sitowymi. Płaszcz składa się z dwóch jednakowych symetrycznych części wyposażonych w połączenie śrubowo-kołnierzowe w połowie długości wymiennika. Wymienny blok wężownic osadzony jest pomiędzy elementami mocującymi, zamocowanymi trwale wewnątrz płaszcza. Do każdej ściany sitowej bloku wężownic przytwierdzony jest trzpień centrująco-montażowy stanowiący przedłużenie rdzenia i przechodzący przez centryczny otwór w elemencie mocującym, zakończony elementem złącznym. Wymienniki można funkcjonalnie łączyć w zestawy.

Znany jest z polskiego opisu zgłoszeniowego wynalazku P. 299295 wymiennik ciepła, zwłaszcza dla domków jednorodzinnych, zawierający wymiennik ciepłej wody użytkowej połączony rozłącznie z wymiennikiem centralnego ogrzewania za pomocą kołnierzy, między którymi znajduje się przegroda metalowa z pełnymi uszczelkami stanowiącymi jednocześnie izolację cieplną po obydwu stronach tej przegrody, przy czym wężownice grzejne zerowego stopnia wymiennika centralnego ogrzewania połączone są równolegle z rozdzielaczem wężownic.

Z opisu ochronnego wzoru użytkowego PL 53318, znany jest wymiennik ciepła mający zastosowanie w instalacjach centralnego ogrzewania oraz ciepłej wody użytkowej w grupowych lub indywidualnych węzłach ciepłowniczych dużych mocy. Wymiennik wyposażony jest w cylindryczny płaszcz z króćcami wody ogrzewanej oraz spiralne wężownice na wodę grzejną umieszczone wewnątrz płaszcza wokół rdzenia w układzie przeciwskrętnym, których końce zamontowane są trwale w ścianach sitowych. Ściany czołowe wymiennika stanowią demontowalne pokrywy, zaś króćce wody grzejnej umieszczone są prostopadle do osi wymiennika między pokrywami a ścianami sitowymi.

Z opisu patentowego PL 184526 znany jest bezpośredni podgrzewacz wody utworzony z obudowy podzielonej na dwie strefy ustawione jedna nad drugą lub obok siebie. Każda strefa zawiera dyszę rozpylania wody usytuowaną w górnej części powyżej wypełnienia z elementów wymiany ciepła, oraz zbiornik położony pod wypełnieniem z elementów wymiany ciepła i połączony w obwód zamknięty z urządzeniem wymiany ciepła.

Pierwsza część zawiera ponadto palnik przeznaczony do ogrzewania wody rozpylanej przez dyszę powyżej wypełnienia a draga część zawiera przewód wylotowy gazu spalinowego. Bezpośredni podgrzewacz wody o dwóch komorach pozwala dostarczyć z dwóch źródeł wodę gorącą o różnych temperaturach dla różnych zastosowań.

Znany jest z publikacji WO2009078577A dwufunkcyjny wymiennik ciepła, w którym woda do centralnego ogrzewania, podgrzewana jest w komorze głównej wymiennika ciepła a ciepła woda użytkowa ogrzewana jest w wężownicy otoczonej płaszczem zewnętrznym, który wyposażony jest we wloty i wyloty ciepłej wody użytkowej oraz dla wody do centralnego ogrzewania służącej do podgrzewu ciepłej wody użytkowej.

Z publikacji WO01987I6A znany jest dwufunkcyjny wymiennik ciepła, w którym woda do centralnego ogrzewania podgrzewana jest w komorze głównej, a ciepła woda użytkowa podgrzewana jest w wężownicy umieszczonej w dodatkowej komorze, połączonej z komorą główną. Wymiennik zawiera podgrzewacz wody usytuowany w komorze spalania, w którym zachodzi turbulentny przepływ wody ogrzewanej.

Celem wynalazku jest zminimalizowanie gabarytów urządzenia zawierającego wymienniki ciepła dla instalacji centralnego ogrzewania i ciepłej wody użytkowej.

Cel ten osiągnięto przez opracowanie konstrukcji wymiennika ciepła pełniącego jednocześnie obydwie funkcje.

Dwufunkcyjny wymiennik ciepła posiadający obieg cieczy centralnego ogrzewania i ciepłej wody użytkowej, zwierający opalany główny wymiennik ciepła z usytuowaną u góry komorą spalania oraz wężownicę otoczoną płaszczem zewnętrznym zaopatrzonym w króciec wejściowy cieczy ogrzewającej wodę użytkową w wężownicy oraz króciec wejściowy i wyjściowy wody użytkowej, przy czym komora przepływu cieczy ogrzewającej wodę użytkową w wężownicy połączona jest z komorą przepływu

PL 223 959 B1 ogrzewanej cieczy w wymienniku głównym, według wynalazku charakteryzuje się tym, że wężownica nawinięta jest na płaszczu głównego wymiennika ciepła poniżej komory spalania a króciec wejściowy cieczy ogrzewającej wodę użytkową w wężownicy usytuowany jest w górnej części płaszcza zewnętrznego otaczającego wężownicę, a króciec wylotowy gorącej cieczy z wymiennika głównego usytuowany jest w górnej części płaszcza wymiennika głównego, przy czym komora przepływu cieczy ogrzewającej wodę użytkową w wężownicy połączona jest poprzez co najmniej jeden otwór przelewowy z komorą przepływu ogrzewanej cieczy w wymienniku głównym, usytuowany w dolnej części płaszcza głównego wymiennika ciepła, przez który to otwór ciecz ogrzewająca wodę użytkową wpływa z powrotem do komory w wymienniku głównym.

Korzystnie króciec wejściowy i wyjściowy wody użytkowej połączony jest z płaszczem zewnętrznym za pomocą przyspawanej nierdzewnej tulejki z gwintem, pierścienia i nakrętki.

Korzystnie płaszcz głównego wymiennika ciepła ma kształt stożkowy ze średnicą zwiększającą się ku górze. Korzystnie płaszcz głównego wymiennika ciepła ma kształt walcowy.

W celu zachowania odległości poszczególnych zwojów, w płaszczu zewnętrznym wykonane są równomierne nagnioty ustalające położenie zwojów wężownicy, albo przez zwoje wężownicy przełożona jest naprzemiennie taśma ustalająca ich położenie, albo zwoje wężownicy umieszczone są na grzebieniu rozdzielającym.

W wyniku wyeliminowania odrębnego wymiennika ciepła do podgrzewania wody użytkowej uzyskuje się oszczędności energetyczne oraz oszczędności materiałowe wynikające z wyeliminowania dodatkowych połączeń pomiędzy wymiennikami.

Wynalazek przedstawiono w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok wymiennika o kształcie stożkowym, fig. 2 - widok wymiennika jak na fig. 1 w przekroju osiowym, fig. 3. 4 - przekrój osiowy wymiennika o kształcie stożkowym, fig. 5, 6 - przekrój osiowy wymiennika o kształcie walcowym.

Dwufunkcyjny wymiennik ciepła według pierwszego przykładu wykonania wynalazku, pokazany na fig. 1,2,3, - zawiera znany opalany główny wymiennik ciepła oraz nawiniętą na płaszc z 1 wymiennika wężownicę 2 miedzianą. Płaszcz wymiennika głównego na kształt stożkowy ze średnicą zwiększającą się ku górze, wewnątrz którego znajduje się zespół pionowych elementów rurowych 13 zamocowanych na swych końcach z obu stron w ścianach sitowych. Nad górną ścianą sitową znajduje się komora spalania 10. Na płaszcz 1 głównego wymiennika ciepła nawinięta jest wężownica 2 otoczona płaszczem zewnętrznym 3 zaopatrzonym w króciec wejściowy 6 cieczy ogrzewającej wodę użytkową w wężownicy 2 oraz króćce wejściowy 4 i wyjściowy 5 wody użytkowej. Króciec wejściowy 4 oraz króciec wyjściowy 5 wody użytkowej, połączone są z płaszczem 3 za pomocą przyspawanej nierdzewnej tulejki z gwintem, pierścienia i nakrętki. Płaszcz 3 połączony jest szczelnie z płaszczem 1 wymiennika głównego a przestrzeń pomiędzy płaszczami 1,3, stanowiąca komorę przepływu cieczy ogrzewającej wodę użytkową w wężownicy 2, połączona jest poprzez otwór przelewowy 7 z komorą 8 przepływu ogrzewanej cieczy w wymienniku głównym. Poprzez płaszcz zewnętrzny 3 przechodzi króciec wlotowy 11 cieczy do głównego wymiennika ciepła natomiast u góry w płaszczu 1 wymiennika głównego znajduje się króciec wylotowy 12 gorącej cieczy. W płaszczu zewnętrznym 3 wykonane są równomierne nagnioty 9 w trzech pionowych rzędach, ustalające położenie zwojów wężownicy 2.

Gorące spaliny powstałe w komorze spalania 10 przepływają w dół elementami rurowymi 9 oddając ciepło cieczy krążącej przeciwprądowo względem kierunku przepływu spalin wewnątrz płaszcza 1. Gorąca ciecz z wymiennika głównego, pobrana przez króciec wylotowy 12 wprowadzana jest cyklicznie przez króciec wejściowy 6 do komory pomiędzy płaszczami 1 i 3, gdzie spływając w dół ogrzewa wodę użytkową w wężownicy 2 a następnie przez otwór przelewowy 7 wykonany w płaszczu 1 wymiennika głównego wraca do komory 8 przepływu ogrzewanej cieczy w wymienniku głównym. Woda użytkowa do wężownicy 2 doprowadzana jest przez króciec wejściowy 4, ogrzewa się płynąc przeciw prądowo względem cieczy grzewczej i odbierana jest przez króciec wylotowy 5.

Według drugiego przykładu wykonania, dwufunkcyjny wymiennik ciepła, opisany w pierwszym przykładzie, posiada w płaszczu 1 wymiennika głównego, ukształtowaną wnękę na wężownicę 2 (fig, 4).

Według trzeciego przykładu wykonania dwufunkcyjny wymiennik ciepła, opisany w pierwszym przykładzie, posiada płaszcz 1 wymiennika głównego w kształcie walcowym (fig. 5).

Według czwartego przykładu wykonania, dwufunkcyjny wymiennik ciepła, opisany w trzecim przykładzie, posiada w płaszczu 1 wymiennika głównego, ukształtowaną wnękę na wężownicę 2 (fig. 6).

Claims (7)

1. Dwufunkcyjny wymiennik ciepła posiadający obieg cieczy centralnego ogrzewania i ciepłej wody użytkowej, zwierający opalany główny wymiennik ciepła z usytuowaną u góry komorą spalania oraz wężownicę otoczoną płaszczem zewnętrznym zaopatrzonym w króciec wejściowy cieczy ogrzewającej wodę użytkową w wężownicy oraz króciec wejściowy i wyjściowy wody użytkowej, przy czym komora przepływu cieczy ogrzewającej wodę użytkową w wężownicy połączona jest z komorą przepływu ogrzewanej cieczy w wymienniku głównym, znamienny tym, że wężownica (2) nawinięta jest na płaszczu (1) głównego wymiennika ciepła poniżej komory spalania (10), a króciec wejściowy (6) cieczy ogrzewającej wodę użytkową w wężownicy usytuowany jest w górnej części płaszcza zewnętrznego (3) otaczającego wężownicę (2), a króciec wylotowy (12) gorącej cieczy z wymiennika głównego usytuowany jest w górnej części płaszcza (1) wymiennika głównego, przy czym komora przepływu cieczy ogrzewającej wodę użytkową w wężownicy (2) połączona jest poprzez co najmniej jeden otwór przelewowy (7) z komorą (8) przepływu ogrzewanej cieczy w wymienniku głównym, us ytuowany w dolnej części płaszcza (1) głównego wymiennika ciepła, przez który to otwór (7) ciecz ogrzewająca wodę użytkową wpływa z powrotem do komory (8) w wymienniku głównym.

2. Wymiennik według zastrz. 1, znamienny tym, że króciec wejściowy (4) i wyjściowy (5) wody użytkowej połączony jest z płaszczem (3) otaczającym wężownicę za pomocą przyspawanej nierdzewnej tulejki z gwintem, pierścienia i nakrętki.

3. Wymiennik według zastrz. 1, znamienny tym, że płaszcz (1) głównego wymiennika ciepła ma kształt stożkowy ze średnicą zwiększającą się ku górze.

4. Wymiennik według zastrz. 1, znamienny tym, że płaszcz (1) głównego wymiennika ciepła ma kształt walcowy.

5. Wymiennik według zastrz. 1, znamienny tym, że w płaszczu zewnętrznym (3) wykonane są równomierne nagnioty (9) ustalające położenie zwojów wężownicy (2).

6. Wymiennik według zastrz. 1, znamienny tym, że przez zwoje wężownicy (2) przełożona jest naprzemiennie taśma ustalająca ich położenie.

7. Wymiennik według zastrz. 1, znamienny tym, że zwoje wężownicy (2) umieszczone są na grzebieniu rozdzielającym.