WO2011089266A2 - Wärmetauscher, insubesondere zur Vorwärmung von Verbrennungsluft von Warmwasserheizkesseln - Google Patents

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WO2011089266A2
WO2011089266A2 PCT/EP2011/050974 EP2011050974W WO2011089266A2 WO 2011089266 A2 WO2011089266 A2 WO 2011089266A2 EP 2011050974 W EP2011050974 W EP 2011050974W WO 2011089266 A2 WO2011089266 A2 WO 2011089266A2
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Stefan Heinz
Benjamin Diehl
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Joma-Polytec Gmbh
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    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Definitions

  • Heat exchanger in particular for preheating combustion air of hot water boilers
  • the invention relates to a heat exchanger, in particular for preheating combustion air of particular hot water boilers, comprising a housing having a first inlet, a first outlet, a second inlet and a second outlet.
  • a first medium in particular warm air and preferably exhaust gas, is supplied via the first inlet and discharged again via the first outlet.
  • the medium to be heated in particular cold air and preferably combustion air, is supplied via the second inlet and discharged again via the second outlet. Consequently, the first medium cools down in the heat exchanger and the second medium is heated.
  • the combustion air heated in this way is then supplied, in particular via a blower, to a burner chamber, where it is burned together with the fuel gas.
  • Such a heat exchanger is for example known from DE 298 19 926 U1.
  • a heat exchanger is also known, in which a wave-shaped partition is spaced at a distance t from the housing wall.
  • the invention has the object of developing heat exchangers in such a way that they have a high efficiency and yet can be provided in a simple manner.
  • a heat exchanger with the features of claim 1.
  • This provides, in particular, that the base and the lid enclose a cavity, and that in the cavity a the first medium, in particular warm air, from the second medium, in particular cold air, separating in cross-section undulating partition wall is used such that the partition together with the base a plurality of adjacent, separate in cross section flow channels for the first medium and the second medium and together with the cover part a plurality of juxtaposed, in cross-section separate flow channels for the second medium the first medium forms.
  • a heat exchanger which can be based on the counter or cross-flow principle, thus provides that in particular find only three functional components use.
  • the third part namely the dividing wall
  • the base part and the cover part, and also the partition may be made of plastic.
  • a particular advantage is that differently shaped partitions, depending on the type and performance of the heat exchanger, can be used in the same basic parts and associated cover parts. Just when the base parts and cover parts are made of plastic, identical base parts and cover parts can be used for heat exchangers of different types and different performance, in which then differently shaped partitions can be used.
  • the partition wall is viewed in cross-section, so viewed transversely to the main flow direction, wave-shaped so that a plurality of adjacent, separate channels in cross-section are formed.
  • the invention relates to heat exchangers in general, in which heat is transferred from a warmer first medium to a colder second medium.
  • the invention is suitable for preheating combustion air by means of hot air, in particular by means of exhaust gas.
  • the invention can be used in combustion devices and in particular in hot water boilers.
  • the first medium and / or the second medium is not formed by a gas, but is realized by a liquid.
  • the partition to be used is in particular made of a film-like plastic.
  • the dividing wall can be formed from a flat plastic sheet, in particular by thermoforming or by appropriate deep drawing, so that flow channels for the first medium or the second medium are formed.
  • the partition may alternatively be of a metallic material, such as stainless steel.
  • the partition wall has a substantially constant thickness, which is in particular in the range of 0.1 to 0.6 mm and in particular in the range of 0.3 to 0.5 mm.
  • the partition has a peripheral edge portion, which is arranged tightly between the base part and the cover part.
  • This peripheral edge portion may in particular be clamped, glued or welded between the base part and the cover part. This ensures that there is no exchange between the two media in the edge region of the partition.
  • the partition is fixed within the cavity.
  • the partition wall forms wavy curved channel sections in plan view and / or in a bottom view in the flow direction.
  • the medium flowing in the channel sections then does not flow along a straight line, but along a wavy curved line.
  • the mixing of the medium is increased in the respective channel, whereby the overall efficiency of the heat exchanger is increased.
  • the surface of the partition wall has a corrugation, so that directly on the surface of the partition no laminar, but a turbulent flow occurs. This also improves mixing of the corresponding medium and increases the efficiency of the heat exchanger.
  • the distance a of two adjacent channel walls viewed in the transverse direction varies across the flow direction between a minimum value a min and a maximum value a max , wherein a max is in particular in the range from 1.5 to 2.0 xa min .
  • a max is in particular in the range from 1.5 to 2.0 xa min .
  • the change in the cross-sectional area of the channel in the flow direction is preferably continuous, ie without jumps. Due to the reduction of the flow cross-section or its extension in the flow direction a better mixing of the medium flowing in the channel is achieved, whereby the overall efficiency of the heat exchanger is increased.
  • the base part has a double pipe socket with an inner pipe connection and an outer pipe connection for connecting a double-walled exhaust pipe.
  • the first outlet is formed by the internal pipe connection.
  • a line to the second inlet is provided.
  • double-walled exhaust pipes use.
  • the exhaust gas is discharged.
  • the outer annulus combustion air is sucked.
  • Due to the present design of the base can be connected to the heat exchanger so known, designed as a double tubes exhaust pipes.
  • the hot air or the exhaust gas which flows through the heat exchanger, then passes into the inner exhaust pipe.
  • the cold air or the combustion air to be heated is guided by the outer ring tube in the heat exchanger to the heating.
  • the second outlet from which the heated cold air flows, then open directly into the area in which the gas mixer, the fan and / or the burner cell is provided.
  • FIG. 1 is a perspective view of a heat exchanger
  • FIG. 2 shows the plan view of the heat exchanger according to FIG. 1,
  • FIG. 4 shows the partition wall shown in FIG. 3 in a perspective view
  • Figure 5 shows the partition of Figure 4 in plan view
  • FIG. 6 is an enlarged detail from FIG. 5.
  • a heat exchanger 10 is shown, which is provided for preheating combustion air of a hot water boiler.
  • the heat exchanger 10 comprises a housing which is formed by a base part 12 and a cover part 14.
  • the base 12 provides a first inlet 16, through which a first medium in the form of hot exhaust gas 28 can flow into the heat exchanger 10.
  • the base part 12 provides a first outlet 18, through which the exhaust gas 28 can flow out of the heat exchanger 10.
  • the cover part 14 provides a second inlet 20 for a second medium to be heated, in the present embodiment for combustion air 32 to be heated.
  • the cover part 14 provides a second outlet 22, through which the heated combustion air 32 can be led out of the heat exchanger 10 into a burner cell.
  • the first outlet 18 is formed by a radially inner pipe connection of a double pipe socket.
  • a ring-shaped pipe connection 26 is provided around the first outlet 18, via which combustion air 32 to be heated can flow into a line 30 leading to the second inlet 20.
  • the double pipe socket 24 forms an interface, which can be connected to known double-walled exhaust pipes, which usually lead through a chimney into the open.
  • the exhaust gas 28 and the combustion air 32 are schematically indicated by corresponding arrows to illustrate the countercurrent principle.
  • the hot medium in the form of the exhaust gas 28 flows into the heat exchanger at the first inlet 16 and leaves it at the first outlet 18.
  • the combustion air 32 to be heated flows through the line 30 to the second inlet 20. From there, the combustion air 32 flows the direction of 28 to the second outlet 22 and leaves there the heat exchanger 10th
  • a dividing wall 34 which separates the exhaust gas 28 from the combustion air 32 is located in the cavity formed by the base part 12 and cover part 14.
  • the partition wall 34 is formed as a plastic film, which, as is clear in the cross-section shown in Figure 3, is formed wavy.
  • the partition 34 forms together with the base 12 flow channels 36 for the exhaust gas 28 and together with the cover part 14 flow channels 38 for the combustion air 32. Between two flow channels 36, a flow channel 38 is provided in each case. Accordingly, a respective flow channel 36 for the exhaust gas 28 is provided between two flow channels 38 for the combustion air 32. The heat exchange from the exhaust gas 28 to the combustion air 32 takes place via the partition wall 34.
  • the partition wall 34 has a constant thickness, which is in particular in the range of 0.3 to 0.5 mm.
  • the partition also provides a peripheral edge portion 40 which is arranged airtight clamped between the base 12 and the cover member 14. In this respect, it is ensured that no exchange of air between the exhaust gas 28 and the combustion air 32 can take place.
  • the dividing wall 34 forms wavy curved channel sections 46 in a plan view or in a bottom view in the flow direction. It is clear from FIG. 4 that the channel sections 46 shown there represent elevations.
  • the view of the partition 34 corresponds to the bottom view of the partition 34, as it is arranged in the heat exchanger 10 in Figures 1 and 2.
  • the hot exhaust gas 28 flows along the dividing wall 34 between the raised channel sections 46.
  • the combustion air 32 to be heated flows in an opposite direction along the other side of the dividing wall 34 in the protrusions formed by the channel sections 46.
  • FIG. 6 shows a minimum distance a min and a maximum distance a max in the same flow channel 36, 38 in the middle height. Due to the changing distance a, different cross-sectional areas of the respective flow channel 36, 38 result in the flow direction s. As a result, a better mixing of the air flowing through the respective channel 36, 38 air is effected, which improves the overall efficiency of the heat exchanger.
  • a max is in the range of 1.5 to 2.0 xa min .
  • the surface of the channel portion is formed flat and smooth.
  • a wave-like corrugation is introduced into the surface in order to obtain a more turbulent flow in the respective channel 36, 38.
  • Such a corrugated surface is indicated in FIG. 6 in a channel by way of example with the line 50.
  • a housing or housing sections of a gas mixer, a blower and / or a burner cell are integrated in the base part 12 or in the cover part 14.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher (10), insbesondere zur Vorwärmung von Verbrennungsluft von insbesondere Warmwasserheizkesseln, mit einem Gehäuse, das einen ersten Einlass (16), einen ersten Auslass (18), einen zweiten Einlass (20) und einen zweiten Auslass (22) aufweistund das Gehäuse ein Grundteil (12) und einen Deckelteil (14) umfasst, wobei das Grundteil (12) und der Deckelteil (14 einen Hohlraum umschließen, und dass in den Hohlraum eine die Warmluft (28) von der Kaltluft (32) trennende, im Querschnitt wellenförmig verlaufende Trennwand (34) derart eingesetzt ist, dass die Trennwand (34) zusammen mit dem Grundteil (12) Strömungskanäle (36 bzw. 38) für die Warmluft bzw. die Kaltluft und zusammen mit dem Deckelteil Strömungskanäle (36 bzw. 38) für die Kaltluft bzw. die Warmluft bildet.

Description

Wärmetauscher, insbesondere zur Vorwärmung von Verbrennungsluft von Warmwasserheizkesseln
Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere zur Vorwärmung von Verbrennungsluft von insbesondere Warmwasserheizkesseln, mit einem Gehäuse, das einen ersten Einlass, einen ersten Auslass, einen zweiten Einlass und einen zweiten Auslass aufweist. Über den ersten Einlass wird ein erstes Medium, insbesondere Warmluft und vorzugsweise Abgas, zugeführt und über den ersten Auslass wieder abgeführt. Über den zweiten Einlass wird insbesondere das zu erwärmende Medium, insbesondere Kaltluft und vorzugsweise Verbrennungsluft, zugeführt und über den zweiten Auslass wieder abgeführt. Im Wärmetauscher kühlt sich folglich das erste Medium ab und das zweite Medium wird erwärmt.
Findet der Wärmetauscher im Zusammenhang mit Warmwasserheizkesseln Verwendung, so wird die derart erwärmte Verbrennungsluft dann, insbesondere über ein Gebläse, einer Brennerkammer zugeführt, wo sie zusammen mit dem Brenngas verbrannt wird.
Ein derartiger Wärmetauscher ist beispielsweise aus der DE 298 19 926 U1 vorbekannt.
Aus der JP 2008 144997 A ist außerdem ein Wärmetauscher bekannt, bei dem eine wellenförmige Trennwand mit einem Abstand t von der Gehäusewand beabstandet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Wärmetauscher derart weiterzubilden, dass sie einen hohen Wirkungsgrad aufweisen und dennoch auf einfache Art und Weise bereitstellbar sind.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Wärmetauscher mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Dieser sieht insbesondere vor, dass das Grundteil und der Deckel einen Hohlraum umschließen, und dass in dem Hohlraum eine das erste Medium, insbesondere Warmluft, vom zweiten Medium, insbesondere Kaltluft, trennende im Querschnitt wellenförmig verlaufende Trennwand derart eingesetzt ist, dass die Trennwand zusammen mit dem Grundteil mehrere nebeneinanderliegende, im Querschnitt getrennte Strömungskanäle für das erste Medium bzw. das zweite Medium und zusammen mit dem Deckelteil mehrere nebeneinanderliegende, im Querschnitt getrennte Strömungskanäle für das zweite Medium bzw. das erste Medium bildet. Ein derartiger Wärmetauscher, der auf dem Gegen- oder auch Kreuzstromprinzip beruhen kann, sieht folglich vor, dass insbesondere nur drei Funktionsbauteile Verwendung finden. Zum einen das Grundteil und zum anderen das Deckelteil. Zur Bildung der Strömungskanäle wird dann das dritte Teil, nämlich die Trennwand, entsprechend in den vom Grundteil und Deckelteil gebildeten Hohlraum eingesetzt. Insbesondere können dabei das Grundteil und das Deckelteil, und auch die Trennwand, aus Kunststoff sein. Ein besonderer Vorteil ist, dass verschiedenartig ausgebildete Trennwände, je nach Art und Leistung des Wärmetauschers, in gleiche Grundteile und zugehörige Deckelteile eingesetzt werden können. Gerade dann, wenn die Grundteile und Deckelteile aus Kunststoff sind, können für Wärmetauscher verschiedener Art und verschiedener Leistung identische Grundteile und Deckelteile Verwendung finden, in welche dann unterschiedlich ausgebildete Trennwände eingesetzt werden können. Die Trennwand ist im Querschnitt, also quer zur Hauptströmungsrichtung betrachtet, wellenförmig verlaufend so ausgebildet, dass mehrere nebeneinanderliegende, im Querschnitt getrennte Kanäle gebildet werden. Dies kann derart erfolgen, dass zwei benachbarte Kanäle im Wesentlichen parallel zueinander verlaufende Mittelabschnitte vorsehen. An die Mittelabschnitte schließen sich dann bogenförmige Abschnitte an, welche am Deckelteil oder am Grundteil anliegen können. Je geringer die Abstände der Kanalwände zueinander sind, desto größer ist die effektive Wärmetauscherfläche. Allerdings erhöht sich bei sehr kleinen Abständen zwischen den Kanalwänden der Strömungswiderstand des Wärmetauschers.
Die Erfindung betrifft dabei Wärmetauscher ganz allgemein, bei denen Wärme von einem wärmeren ersten Medium zu einem kälteren zweiten Medium übertragen wird. Insbesondere eignet sich die Erfindung zum Vorwärmen von Verbrennungsluft mittels heißer Luft, insbesondere mittels Abgas. Die Erfindung kann dabei in Verbrennungseinrichtungen und insbesondere in Warmwasserheizkesseln zur Anwendung kommen.
Bei anderen Anwendungen ist auch denkbar, dass das das erste Medium und/oder das zweite Medium nicht von einem Gas gebildet wird, sondern von einer Flüssigkeit realisiert wird.
Die einzusetzende Trennwand ist insbesondere aus einem folienartigen Kunststoff hergestellt. Die Trennwand kann dabei ausgehend von einer ebenen Kunststoffbahn insbesondere durch Thermoumformen oder durch entsprechendes Tiefziehen so geformt werden, dass Strömungskanäle für das erste Medium bzw. das zweite Medium entstehen. Die Trennwand kann alternativ aus einem metallischen Werkstoff, wie beispielsweise Edelstahl, sein.
Ferner ist vorteilhaft, wenn die Trennwand eine weitgehend konstante Dicke aufweist, die insbesondere im Bereich von 0,1 bis 0,6 mm und insbesondere im Bereich von 0,3 bis 0,5 mm liegt. Je dünner die Trennwand ausgebildet ist, desto günstiger ist der Wärmeaustausch zwischen den beiden Medien.
Vorteilhafterweise weist die Trennwand einen umlaufenden Randabschnitt auf, der zwischen dem Grundteil und dem Deckelteil dicht angeordnet ist. Dieser umlaufende Randabschnitt kann insbesondere zwischen dem Grundteil und dem Deckelteil geklemmt, geklebt oder verschweißt gehaltert sein. Hierdurch wird gewährleistet, dass im Randbereich der Trennwand kein Austausch zwischen den beiden Medien stattfindet. Zudem wird die Trennwand innerhalb des Hohlraums fixiert.
Zudem ist vorteilhaft, wenn die Trennwand in Draufsicht und/oder in Unteransicht in Strömungsrichtung verlaufend wellenförmig gebogene Kanalabschnitte bildet. Das in den Kanalabschnitten strömende Medium strömt dann nicht entlang einer geraden Linie, sondern entlang einer wellenförmig gebogenen Linie. Hierdurch wird die Durchmischung des Mediums im jeweiligen Kanal erhöht, wodurch insgesamt der Wirkungsgrad des Wärmetauschers erhöht wird.
Denkbar ist auch, dass die Oberfläche der Trennwand eine Riffelung aufweist, so dass unmittelbar an der Oberfläche der Trennwand keine laminare, sondern eine turbulente Strömung auftritt. Auch hierdurch wird eine Durchmischung des entsprechenden Mediums verbessert und der Wirkungsgrand des Wärmetauschers erhöht.
Ferner ist denkbar, dass der Abstand a zweier benachbarter Kanalwandungen in Querrichtung betrachtet über die Strömungsrichtung zwischen einem Minimalwert amin und einem Maximalwert amax variiert, wobei amax insbesondere im Bereich von 1,5 bis 2,0 x amin liegt. Dadurch werden in Strömungsrichtung unterschiedliche Querschnitte in den einzelnen Kanälen realisiert. Die Kanäle verengen sich auf den Minimalwert amin und erweitern sich dann auf den Maximalwert amax. Die Änderung der Querschnittsfläche des Kanals in Strömungsrichtung erfolgt hierbei vorzugsweise stetig, d. h. ohne Sprünge. Aufgrund der Verringerung des Strömungsquerschnitts bzw. dessen Erweiterung in Strömungsrichtung wird eine bessere Durchmischung des im Kanal strömenden Mediums erzielt, wodurch insgesamt der Wirkungsgrad des Wärmetauschers gesteigert wird.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass im Grundteil der ersten Einlass und der ersten Auslass bzw. der zweiten Einlass und der zweiten Auslass und dass im Deckelteil der zweiten Einlass und der zweiten Auslass bzw. der ersten Einlass und der ersten Auslass integriert sind. Hierdurch ergibt sich eine vorteilhafte Gestaltung, wobei an die entsprechenden Einlässe bzw. Auslässe entsprechende Leitungen angeschlossen werden können.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Grundteil einen Doppelrohrstutzen mit einem innen liegenden Rohranschluss und einem äußeren Rohranschluss zum Anschließen eines doppelwandigen Abgasrohres aufweist. Der erste Auslass wird dabei vom innen liegenden Rohranschluss gebildet. Am äußeren Rohranschluss ist dann eine Leitung zum zweiten Einlass vorgesehen. Gerade bei moderneren Warmwasserheizkesselanlagen finden doppelwandige Abgasrohre Verwendung. Im inneren Rohr wird das Abgas abgeführt. Im äußeren Ringraum wird Verbrennungsluft angesaugt. Aufgrund der vorliegenden Ausbildung des Grundteils können derart bekannte, als Doppelrohre ausgebildete Abgasrohre an den Wärmetauscher angeschlossen werden. Die Warmluft bzw. das Abgas, das den Wärmetauscher durchströmt, gelangt dann in das innen liegende Abgasrohr. Die Kaltluft bzw. die zu erwärmende Verbrennungsluft wird vom außen liegenden Ringrohr in den Wärmetauscher zu deren Erwärmung geführt.
Weiterhin kann vorteilhaft sein, wenn im Deckelteil oder im Grundteil wenigstens Gehäuseabschnitte und/oder Bauteile eines Gasmischers, eines Gebläses und/oder einer Brennerzelle integriert sind. Gerade bei der Anwendung der Erfindung bei Warmwasserheizkesseln kann der zweite Auslass, aus dem die erwärmte Kaltluft strömt, dann direkt in den Bereich münden, in dem der Gasmischer, das Gebläse und/oder die Brennerzelle vorgesehen ist.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer das in den Figuren gezeigte Ausführungsbeispiel näher beschrieben und erläutert ist.
Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Wärmetauschers,
Figur 2 die Draufsicht auf den Wärmetauscher gemäß Figur 1,
Figur 3 einen Querschnitt durch den Wärmetauscher gemäß Figur 2 entlang der Linie III-III,
Figur 4 die in Figur 3 gezeigte Trennwand in perspektivischer Ansicht,
Figur 5 die Trennwand gemäß Figur 4 in Draufsicht und
Figur 6 einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 5.
In der Figur 1 ist ein Wärmetauscher 10 gezeigt, der zur Vorwärmung von Verbrennungsluft eines Warmwasserheizkessels vorgesehen ist. Der Wärmetauscher 10 umfasst ein Gehäuse, das von einem Grundteil 12 und einem Deckelteil 14 gebildet ist. Das Grundteil 12 sieht dabei einen ersten Einlass 16 vor, durch welchen ein erstes Medium in Form von heißem Abgas 28 in den Wärmetauscher 10 einströmen kann. Ferner sieht der Grundteil 12 einen ersten Auslass 18 vor, durch welchen das Abgas 28 aus dem Wärmetauscher 10 abströmen kann. Das Deckelteil 14 sieht einen zweiten Einlass 20 für ein zweites, zu erwärmendes Medium, im vorliegen Ausführungsbeispiel für zu erwärmende Verbrennungsluft 32 vor. Ferner sieht das Deckelteil 14 einen zweiten Auslass 22 vor, durch welchen die erwärmte Verbrennungsluft 32 aus dem Wärmetauscher 10 in eine Brennerzelle geführt werden kann.
Wie aus Figur 1 deutlich wird, wird der ersten Auslass 18 von einem radial innen liegenden Rohranschluss eines Doppelrohrstutzens gebildet. Um den ersten Auslass 18 ist ein ringkanalförmiger Rohranschluss 26 vorgesehen, über den zu erwärmende Verbrennungsluft 32 in eine Leitung 30 strömen kann, welche zum zweiten Einlass 20 führt. Der Doppelrohrstutzen 24 bildet eine Schnittstelle, welche mit bekannten doppelwandigen Abgasrohren, welche in der Regel durch einen Kamin ins Freie führen, verbunden werden kann.
In der Draufsicht des Wärmetauschers 10 gemäß Figur 2 sind zur Verdeutlichung des Gegenstromprinzips das Abgas 28 und die Verbrennungsluft 32 durch entsprechende Pfeile schematisch angedeutet. Das heiße Medium in Form des Abgases 28 strömt am ersten Einlass 16 in den Wärmetauscher hinein und verlässt ihn am ersten Auslass 18. Vom Rohranschluss 26 strömt die zu erwärmende Verbrennungsluft 32 durch die Leitung 30 zum zweiten Einlass 20. Von dort strömt die Verbrennungsluft 32 entgegen der Richtung des 28 zum zweiten Auslass 22 und verlässt dort den Wärmetauscher 10.
Wie aus dem Schnitt gemäß Figur 3 deutlich wird, befindet sich in dem vom Grundteil 12 und Deckelteil 14 gebildeten Hohlraum eine Trennwand 34, welche das Abgas 28 von der Verbrennungsluft 32 trennt. Die Trennwand 34 ist als Kunststofffolie ausgebildet, die, wie aus in dem in Figur 3 dargestellten Querschnitt deutlich wird, wellenförmig verlaufend ausgebildet ist. Die Trennwand 34 bildet zusammen mit dem Grundteil 12 Strömungskanäle 36 für das Abgas 28 und zusammen mit dem Deckelteil 14 Strömungskanäle 38 für die Verbrennungsluft 32. Zwischen zwei Strömungskanälen 36 ist jeweils ein Strömungskanal 38 vorgesehen. Entsprechend ist zwischen zwei Strömungskanälen 38 für die Verbrennungsluft 32 jeweils ein Strömungskanal 36 für das Abgas 28 vorgesehen. Der Wärmeaustausch von dem Abgas 28 zur Verbrennungsluft 32 findet über die Trennwand 34 statt.
Die Trennwand 34 weist dabei eine konstante Dicke auf, die insbesondere im Bereich von 0,3 bis 0,5 mm liegt. Die Trennwand sieht ferner einen umlaufenden Randabschnitt 40 vor, der luftdicht zwischen dem Grundteil 12 und dem Deckelteil 14 geklemmt angeordnet ist. Insofern wird gewährleistet, dass kein Luftaustausch zwischen dem Abgas 28 und der Verbrennungsluft 32 stattfinden kann.
Aus Figur 3 wird ferner deutlich, dass die nebeneinander verlaufenden Strömungskanäle 36 und 38, die von der Trennwand 34 gebildet werden, fast parallel zueinander verlaufende, mittlere Wandungsabschnitte 42 vorsehen. An die mittleren Wandungsabschnitte 42 schließen sich dann Bogenabschnitte 44 an, welche am Grundteil 12 bzw. am Deckelteil 14 anliegen.
Aus den Figuren 4 und 5 wird deutlich, dass die Trennwand 34 in Draufsicht bzw. in Unteransicht in Strömungsrichtung verlaufend wellenförmig gebogene Kanalabschnitte 46 bildet. Aus Figur 4 wird deutlich, dass die dort gezeigten Kanalabschnitte 46 Erhebungen darstellen.
Die Ansicht der Trennwand 34, wie sie in Figur 4 dargestellt ist, entspricht der Unteransicht der Trennwand 34, wie sie in den Figuren 1 und 2 im Wärmetauscher 10 angeordnet ist. Bezogen auf Figur 1 strömt folglich das heiße Abgas 28 entlang der Trennwand 34 zwischen den erhabenen Kanalabschnitten 46. Die zu erwärmende Verbrennungsluft 32 strömt innerhalb entgegengesetzter Richtung entlang der anderen Seite der Trennwand 34, und zwar in den von den Kanalabschnitten 46 gebildeten Erhebungen.
Insbesondere aus Figur 5 wird deutlich, dass sämtliche Kanalabschnitte 46 wellenförmig verlaufend ausgebildet sind.
Wie allerdings aus der Vergrößerung gemäß Figur 6 zu erkennen ist, ändert sich der Abstand a zwischen zwei benachbarten Kanalwandungen im Bereich ihrer mittleren Wandungsabschnitte 42, und zwar gemessen in Querrichtung, über die Strömungsrichtung s. In Figur 6 ist ein Minimalabstand amin sowie ein Maximalabstand amax im gleichen Strömungskanal 36, 38 in mittlerer Höhe dargestellt. Aufgrund des sich ändernden Abstands a ergeben sich unterschiedliche Querschnittsflächen des jeweiligen Strömungskanals 36, 38 in Strömungsrichtung s. Hierdurch wird eine bessere Durchmischung der durch den jeweiligen Kanal 36, 38 hindurchströmenden Luft bewirkt, was insgesamt den Wirkungsgrad des Wärmetauschers verbessert. Günstige Werte ergeben sich dann, wenn amax im Bereich von 1,5 bis 2,0 x amin liegt.
Wie ebenfalls aus Fig. 6 deutlich wird, ist die Oberfläche der Kanalabschnitt eben und glatt ausgebildet. Bei einer nichtgezeigten Ausführungsform ist denkbar, dass in die Oberfläche eine wellenartige Riffelung eingebracht ist, um eine turbulentere Strömung im jeweiligen Kanal 36, 38 zu erhalten. Eine solche geriffelte Oberfläche ist in Fig. 6 in einem Kanal exemplarisch mit der Linie 50 angedeutet.
Im Grundteil und/oder im Deckelteil können zudem Sammel- oder Ableitabschnitte zum Sammeln und/oder Ableiten von ausfallendem Kondensat vorgesehen sein.
Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform ist denkbar, dass im Grundteil 12 oder im Deckelteil 14 ein Gehäuse oder Gehäuseabschnitte eines Gasmischers, eines Gebläses und/oder einer Brennerzelle integriert sind.

Claims (9)

  1. Wärmetauscher (10), insbesondere zur Vorwärmung von Verbrennungsluft von insbesondere Warmwasserheizkesseln, mit einem Gehäuse, das einen ersten Einlass (16), einen ersten Auslass (18), einen zweiten Einlass (20) und einen zweiten Auslass (22) aufweist und das Gehäuse ein Grundteil (12) und einen Deckelteil (14) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundteil (12) und der Deckelteil (14) einen Hohlraum umschließen, und dass eine im Querschnitt wellenförmig verlaufende Trennwand (34) mit am Grundteil (12) und/oder am Deckelteil (14) anliegenden Bogenabschnitten in den Hohlraum derart eingesetzt ist, dass sie ein vom ersten Einlass (16) kommendes erstes, warmes Medium (28) von einem vom zweiten Einlass (20) kommenden zweiten, kalten Medium (32) trennt, wobei die Trennwand (34) zusammen mit dem Grundteil (12) mehrere nebeneinanderliegende, im Querschnitt getrennte Strömungskanäle (36 bzw. 38) für das erste Medium (28) bzw. das zweite Medium (32) und zusammen mit dem Deckelteil mehrere nebeneinanderliegende, im Querschnitt getrennte Strömungskanäle (38 bzw. 36) für das zweite Medium (32) bzw. das erste Medium (28) bildet.
  2. Wärmetauscher (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (34) aus einem folienartigen Kunststoff hergestellt ist.
  3. Wärmetauscher (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (34) eine weitgehend konstante Dicke aufweist, die insbesondere im Bereich von 0,1 mm bis 0,6 mm und insbesondere im Bereich von 0,3 mm bis 0,5 mm liegt.
  4. Wärmetauscher (10) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (34) einen umlaufenden Randabschnitt (40) aufweist, der zwischen dem Grundteil (12) und dem Deckelteil (14) dicht angeordnet ist.
  5. Wärmetauscher (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (34) in Draufsicht und/oder in Unteransicht in Strömungsrichtung (s) verlaufend wellenförmig gebogene Kanalabschnitte (46) bildet.
  6. Wärmetauscher (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (a) zweier benachbarter Kanalwandungen in Querrichtung betrachtet über die Strömungsrichtung (s) zwischen einem Minimalwert amin und einem Maximalwert amax variiert, wobei amax insbesondere im Bereich von 1,5 bis 2,0 * amin liegt.
  7. Wärmetauscher (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Grundteil (12) der ersten Einlass (16) und der ersten Auslass (18) bzw. der zweiten Einlass (20) und der zweiten Auslass (22) und dass im Deckelteil der zweiten Einlass (20) und der zweiten Auslass (22) bzw. der ersten Einlass (16) und der ersten Auslass (18) integriert sind.
  8. Wärmetauscher (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundteil (12) einen Doppelrohrstutzen (24) mit einem innen liegenden Rohranschluss und einem äußeren Rohranschluss (26) zum Anschluss eines doppelwandigen Abgasrohres aufweist, wobei der ersten Auslass (18) vom innenliegenden Rohranschluss gebildet wird und am äußeren Rohranschluss (26) eine Leitung (30) zum zweiten Einlass vorgesehen ist.
  9. Wärmetauscher (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Deckelteil (14) oder im Grundteil (12) wenigstens Gehäuseabschnitte und/oder Bauteile eines Gasmischers, eines Gebläses und/oder einer Brennerzelle integriert sind.
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