CH677025A5

CH677025A5 -

Info

Publication number: CH677025A5
Application number: CH450788A
Authority: CH
Inventors: Wolfgang Henche; Wolfgang Koenig; Joachim Plate; Horst Reichmann
Original assignee: Vaillant Gmbh
Priority date: 1987-12-11
Filing date: 1988-11-30
Publication date: 1991-03-28
Also published as: BE1002618A7; AT396176B; ATA326587A; NL8803032A; DE3840980A1

Description

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CH 677 025 A5

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere zum Aufheizen von Wasser, bestehend aus einer Anzahl von Gliedern, über deren Aussen-seite ein Heizmedium geführt ist und die von einer Anzahl zumindest ein zu beheizendes Medium führenden Kanälen durchsetzt sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen solchen Wärmetauscher derart zu gestalten, dass er auch bei niedrigen Temperaturen sogenannter Brennwertgeräte eine volle Ausnutzung der von einer Wärmequelle gelieferten Wärmeenergie ermöglicht.

Erfindungsgemäss sind die mindestens ein zu beheizendes Medium führenden Kanäle in einer Schar parallelverlaufend als ein Wandungseiement ausgebildet, an dessen einander gegenüberliegenden, zu den Kanälen senkrechten Kanten Sammlerelemente für zumindest ein in diesen Kanälen geführtes Medium ansetzen.

Ein solches Wandungselement kann in besonders vorteilhafter Weise in seinen Kanälen zwei verschiedene zu beheizende Medien, z.B. Heizungsund Brauchwasser, führen, und diese verschiedenen Medien können voneinander gesondert durch einander benachbarte Kanäle des Wandungselementes im Gleich- oder Gegenstrom zu jeweils einem der beiden Sammlerelemente geführt werden.

Diese beiden Medien tauschen dabei ihre Wärme nicht nur untereinander über die kanalbegrenzenden Trennwände, sondern auch mit dem Heizmedium, das über die Aussenseiten der Glieder geführt wird.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes weisen die Sammlerelemente der einzelnen Glieder eine einheitliche Breite auf, die grösser als die Dicke der Wandungselemente ist, so dass zwischenaneinanderliegend parallel nebeneinandergereihten Wandungseiementen zur Führung des Heizmediums benutzbare Räume gebildet und von den Sammlerelementen begrenzt werden.

Die Sammlerelemente liegen - zwecks inniger und solider Verbindung - mit Wandteilen an den die Kanäle bildenden Wandungselementen an und sind mit ihnen flächig verbunden.

An ihren Aussenseiten können diese Wandteile mit einer den Wärmetausch begünstigenden Profilierung, z.B. mit Rippen, versehen sein.

Zur Erleichterung des Zusammensetzens der Glieder aus jeweils einem Wandungselement und zwei Sammlerelementen, können diese Sammlerelemente aus zumindest zwei gemeinsam einen offenen Hohlraum einschliessenden und mit diesem Hohlraum einander zugewendeten Hälften bestehen, die beidseits an das Wandungselement ansetzen.

im Profil sind die Wandungselemente und die Sammlerelemente im Rahmen der Erfindung sehr mannigfaltig gestaltbar, so können etwa die Wandungselemente geschlossene Kanäle bilden und mit offene Profile bildenden Sammlerelementen verbunden werden oder auch umgekehrt.

Führen die Kanäle der Wandungselemente zwei verschiedene zu beheizende Medien, dann sind sie zweckmässigerweise in ihren von den Sammlerelementen überdeckten Endbereichen zwecks Verbindung mit den Hohlräumen der Sammler im Wechsel nach der einen und anderen Längsseite hin offen. Es kann sich beispielsweise um ansonsten geschlossene Kanäle handeln, die in den Endbereichen Ausnehmungen aufweisen.

Mit grossem fertigungstechnischem Vorteil können sowohl die Wandungselemente als auch die Sammlerelemente über ihre gesamte Länge ein einheitliches Profil aufweisen und somit im Strangpressdruck, Druckguss oder dgl Verfahren hergestellt werden und lassen sich zu beliebigen Dimensionen nach jeweiligem Bedarf ablängen.

Erfindungsgemässe Elemente lassen sich vielfältig verwenden, beispielsweise nicht nur für Wasserheizer, sondern auch für Nachschaltheizflä-chen und dgl., insbesondere aber für mit Niedertemperaturen arbeitende Brennwertgeräte aller Art. Dank der hohen Wärmetauschfähigkeit erfindungs-gemässer Wärmetauscher lassen sie sich für nach dem Durchlaufprinzip arbeitende Wasserheizer verwenden, denen man bedarfsweise einen Pufferspeicher für kleine Zapfmengen anschliessen kann. Die rasche Aufheizung von Brauchwasser wird vor allem durch den zweifachen Wärmetausch zwischen dem Heizmedium einerseits und den beiden in den Gliedern geführten aufzuheizenden Medien anderseits begünstigt.

Die Zeichnungen stellen verschiedene Ausführungsbeispiele erfindungsgemässer Wärmetauscher dar, und zwar zeigen

Fig. 1 eine Frontalansicht eines die horizontalen Kanäle bildenden Wandungselementes,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch dieses Wandungselement nach II-II der Fig. 1,

Fig. 3 das Profil eines Sammlerelementes im Schnitt,

Fig. 4 einige miteinander strömungstechnisch verbundene Glieder schaubildlich,

Fig. 5 und 6 fakultative Profilierungen von Wandungselementen,

Fig. 7 das Profil eines Sammlerelementes und Fig. 8 einen Endbereich des einzelnen Wärmetauscher-Gliedes schaubildlich.

Ein die horizontalen Kanäle 1 und 2 bildendes Wandungselement 3 ist - wie Fig. 2 zeigt - etwa mäanderförmig rechtwinkelig abgewinkelt, mit nach seinen beiden Seiten abwechselnd offenen Kanälen 1 und 2 ausgebildet. Beispielsweise dienen die Kanäle 1 der Führung eines zu erhitzenden Brauchwassers und die Kanäle 2 der Führung von Heizungswasser einer Umlaufheizung. Diese Kanäle können von dem aufzuheizenden Wasser im Gleich- oder Gegenstrom durchströmt werden.

Das Sammlerelement 4 wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel von zwei gleich profilierten Hälften gemäss Fig. 3 gebildet, die mit ihren offenen Hohlräumen 5 einander zugewendet miteinander verbunden sind.

Die beiden Hälften des Sammlerelementes 4 liegen mit Wandteilen 6 an dem die Kanäle 1,2 bildenden Wandungselement 3 an und sind mit ihm durch Lötung oder Schweissung verbunden. Die Aussen5

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seilen der Wandteile 6 sind mit einer den Wärmetausch begünstigenden Profilierung, z.B. mit Rippen 7, versehen.

Infolge dieser Profilierung der Elemente 3 und 4 der einzelnen Glieder können diese Elemente ausserordentlich rationell im Strangpress- oder Druck-guss-Verfahren gefertigt werden.

Bei dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Kanäle 1 und 2 in ihrem Längsverlauf geschlossen und weisen nur in ihren Endbereichen Öffnungen 8 auf, die im Wechsel nach der einen oder anderen Seite weisen.

Fig. 4 zeigt die Führung der verschiedenen Medien in einem erfindungsgemäss gestalteten Wärmetauscher.

Die Sammlerelemente 4 der einzelnen Glieder weisen eine einheitliche Breite auf, die grösser als die Dicke des Wandelementes 3 ist, so dass zwischen aneinanderliegenden, zueinander parallel nebeneinandergereihten Gliedern zur Führung des Heizmediums in Pfeilrichtung 9 benutzbare Führungen 10 gebildet und seitlich von den Sammlerelementen begrenzt werden. Das eine der beiden Sammlerelemente 4 weist einen Brauchwasserein-lass 11 und einen Heizungswassereinlass 12 auf, das andere Sammlerelement 4 besitzt einen Hei-zungswasserauslass 13 und einen Brauchwasser-auslass 14.

Wie die Darstellung der Fig. 4 lehrt, werden die beiden verschiedenen zu beheizenden Medien in gleichgerichteten Strömen durch die einander benachbarten horizontalen Kanäle 1 und 2 der Wandungselemente 3 geführt.

Die Fig. 5 und 6 zeigen zwei abgewandelte Ausführungsformen der die Kanäle 1 und 2 bildenden Wandungselemente 3, und zwar Fig. 5 ein mäander-förmiges Profil mit rechtwinkeligen Abwinkelungen und Fig. 6 ein Profil mit einer Platte 15, von der rechtwinkelig beidseits Stege 16 ausragen, die die Kanäle 17 und 18 begrenzen.

Beispielsweise können die Kanäle 17 Brauchwasser und die Kanäle 18 Heizungswasser führen.

Fig. 7 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform eines Sammlerelementes, bei dem das gesamte Profil im Strangpressverfahren oder dgl. gefertigt und mit Wandteilen 6 am Wandungselement 3 anliegend befestigt ist.

Fig. 8 zeigt schliesslich eine Ausführungsform, bei der dem Wandungselement 3 zwei Hälften eines Sammlerelementes 4 beidseits angefügt sind. Diese Hälften führen die beiden verschiedenen aufzuheizenden Medien und lassen sie in Pfeilrichtung nach verschiedenen Seiten abströmen. Die Kanäle 1 und 2 werden dabei im Gegenstrom von diesen Medien durchströmt.

Eine Abschlussplatte 19 verschliesst die Kanäle 1,2 an deren Stirnseite.

Selbstverständlich sind darüber hinaus noch zahlreiche weitere Ausführungsvarianten im Rahmen der Erfindung denkbar. So könnte auch eines der beiden Sammlerelemente 4 das eine der beiden aufzuheizenden Medien und das andere Sammlerelement 4 das andere Medium führen.

Claims

Patentansprüche

1. Wärmetauscher, insbesondere zum Aufheizen von Wasser mittels Rauchgas eines Brenners, bestehend aus einer Anzahl von Gliedern, über deren Aussenseiten ein Heizmedium geführt ist und die von einer Anzahl zumindest ein zu beheizendes Medium führenden Kanälen (1, 2) durchsetzt sind, die in einer Schar parallelverlaufend als ein Wandungselement (3) ausgebildet sind, an dessen einander gegenüberliegenden, zu den Kanälen (1, 2) senkrechten Kanten Sammlerelemente (4) für zumindest ein in diesen Kanälen (1,2) geführtes Medium ansetzen.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (1, 2) zwei verschiedene zu beheizende Medien, z.B. Heizungs- und Brauchwasser, führen, und dass diese verschiedenen Medien voneinander gesondert durch einander benachbarte Kanäle (1, 2) im Gleich- oder Gegenstrom zu jeweils einem der beiden Sammlerelemente (4) geführt sind.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammlerelemente (4) der einzelnen Glieder eine einheitliche Breite aufweisen, die grösser als die Dicke der Wandungselemente (3) ist, so dass zwischen aneinanderliegend parallel nebeneinandergereihten Wandungselementen (3) zur Führung des Heizmediums benutzbare Räume (10) gebildet und von den Sammlerelementen (4) begrenzt werden.

4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammlerelemente (4) mit Wandteilen (6) an den die Kanäle (1, 2) bildenden Wandungselementen (3) anliegen und mit ihnen flächig verbunden sind.

5. Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandteile (6) mit einer den Wärmetausch mit dem Heizmedium begünstigenden Profilierung, z.B. mit Rippen (7) versehen sind.

6. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammlerelemente (4) aus zumindest zwei gemeinsam einen offenen Hohlraum (5) einschliessenden und mit diesem Hohlraum (5) einander zugewendeten Hälften bestehen, die beidseits an das Wandungselement

(3) ansetzen.

7. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandungselemente (3) geschlossene Kanäle (1,2) bilden und mit offene Profile bildenden Sammierelementen

(4) verbunden sind.

8. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammlerelemente (4) geschlossene Hohlräume (5) bilden und mit offene Profile bildenden Wandungselementen (3) verbunden sind.

9. Wärmetauscher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die geschlossenen Kanäle (1, 2) der Wandungselemente (3) in den von den Sammlerelementen (4) überdeckten Endbereichen zwecks Verbindung mit den Hohlräumen (5) der Sammlerelemente (4) im Wechsel mit der einen und anderen Längsseite hin offen sind, z.B in den Endbereichen Ausnehmungen (8) aufweisen.

10. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1

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bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandungselemente (3) und/oder die Sammlerelemente (4) über ihre gesamte Länge ein einheitliches Profil aufweisen und als Strangpress- oder Druckgussteile hergestellt sind.

11. Wärmetauscher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandungselemente (3) einen etwa mäanderförmig mit rechtwinkeligen Abwinkelungen gegliederten Querschnitt aufweisen, der wechselnd nach der einen und anderen Seite hin offene Kanäle (1, 2) bildet (Fig. 5).

12. Wärmetauscher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandungselemente (3) einen Querschnitt aufweisen, der aus einer ebenen Platte (15) und daraus senkrecht ausragenden, Kanäle (17, 18) begrenzenden Stegen (16) gebildet ist (Fig. 6).

13. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseiten der Kanäle (1, 2) der Wandungselemente (3) durch an den aussenliegenden Seiten der Sammlerelemente (4) befestigte Platten (19) abgeschlossen sind (Fig. 8).

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