DE102008014523A1

DE102008014523A1 - heater

Info

Publication number: DE102008014523A1
Application number: DE102008014523A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Rollmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-03-15
Filing date: 2008-03-15
Publication date: 2009-09-17
Also published as: US20110114086A1; EP2507562A2; WO2009115447A3; RU2010141583A; WO2009115447A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Heizgerät, insbesondere Brennwertheizgerät, umfassend einen Gas- oder Ölbrenner in einer zylindrischen Brennkammer (1), welche radial von einem Wärmetauscher begrenzt ist, mindestens einen Spalt (2) für den Durchtritt von Heizgasen durch den Wärmetauscher in einen radial außerhalb des Wärmetauschers angeordneten Abgassammelraum (5), welcher einen umgebenden Mantel mit einem Anschlussstutzen für eine Abgasleitung aufweist, ein vorderes Deckelelement (3) zur Aufnahme des Brenners, ein hinteres Deckelelement (4) als Verschluss für die Brennkammer (1), sowie Vor- und Rücklaufanschlussstutzen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wärmetauscher eines Heizgerätes, insbesondere eines Brennwertheizgerätes, besonders im Hinblick auf möglichst kompakte Abmessungen und gute Wärmeübertragungseigenschaften zu optimieren. Gekennzeichnet ist die Erfindung dadurch, dass der Wärmetauscher aus mehreren ringförmig angeordneten, mit der Längsachse der Brennkammer (1) parallelen Wärmetauscherrohren (6) besteht, welche jeweils zwischen zwei benachbarten Wärmetauscherrohren (6) einen axial verlaufenden Spalt (2) für den Durchtritt von Heizgasen in radialer Richtung ausbilden.The invention relates to a heater, in particular Brennwertheizgerät, comprising a gas or oil burner in a cylindrical combustion chamber (1), which is bounded radially by a heat exchanger, at least one gap (2) for the passage of hot gases through the heat exchanger in a radially outside the Heat exchanger disposed exhaust plenum (5), which has a surrounding jacket with a connection piece for an exhaust pipe, a front cover element (3) for receiving the burner, a rear cover element (4) as a closure for the combustion chamber (1), and supply and return connection piece , The invention has for its object to optimize the heat exchanger of a heater, in particular a condensing boiler, especially with regard to the most compact dimensions and good heat transfer properties. The invention is characterized in that the heat exchanger consists of a plurality of annularly arranged, with the longitudinal axis of the combustion chamber (1) parallel heat exchanger tubes (6), each between two adjacent heat exchanger tubes (6) an axially extending gap (2) for the passage of hot gases form in the radial direction.

Description

Die Erfindung betrifft ein Heizgerät, insbesondere ein Brennwertheizgerät, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The The invention relates to a heater, in particular a condensing boiler, according to the preamble of claim 1.

Gattungsgemäße Heizgeräte werden mit einem Gas- oder Ölbrenner befeuert und besitzen eine zylindrische Brennkammer, welche bekannten Geräten meistens radial von einem schraubenförmig gewendelten Wärmetauscher begrenzt ist. Mindestens ein Spalt zwischen den Rohrwendeln für den Durchtritt der Heizgase stellt die eigentliche Wärmetauscherfläche dar. Weiterhin üblich sind ein vorderes Deckelelement zur Aufnahme des Brenners, ein hinteres Deckelelement als Verschluss für die Brennkammer, Vor- und Rücklaufanschlussstutzen sowie ein Abgassammelraum, welcher radial außerhalb des Wärmetauschers unter einem umgebenden Mantel angeordnet und mit einem Anschlussstutzen für eine Abgasleitung versehen ist. Hinsichtlich der heizwasserseitigen Strömungsführung handelt es sich um einen zwangsdurchströmten Wärmetauscher. Eine Umwälzpumpe sorgt für einen vorgegebenen Wasservolumenstrom durch die zumeist relativ engen Wasserkanäle. Auf diese Weise sind trotz geringen Wasserinhaltes recht hohe, heizgasseitig eingetragene Wärmestromdichten realisierbar.generic Heaters are equipped with a gas or oil burner fired and have a cylindrical combustion chamber, which known Devices mostly radial from a helical coiled heat exchanger is limited. At least one Gap between the tube helices for the passage of the hot gases represents the actual heat exchanger surface. Further common are a front cover element for receiving of the burner, a rear cover element as a closure for the combustion chamber, supply and return connection and a Exhaust plenum, which is radially outside the heat exchanger arranged under a surrounding jacket and with a connecting piece for an exhaust pipe is provided. With regard to the heating water side Flow control is a forced flow Heat exchanger. A circulation pump ensures a given water volume flow through the mostly relative narrow water channels. In this way, despite small Water content quite high, hot gas listed heat flow densities realizable.

Aus der DE 20 2005 011 633 U1 ist ein Heizgerät mit zwei schraubenförmig gewendelten Wärmetauschern bekannt, die ineinander verschraubt und parallel zueinander von einem Heizmedium durchströmbar ausgebildet sind. Dabei sind die nebeneinander angeordneten Wendelenden miteinander verbunden und weisen einen gemeinsamen Anschlussstutzen auf. Vor- und Rücklaufanschlussstutzen befinden sich auf gegenüberliegenden Stirnseiten des Wärmetauschers.From the DE 20 2005 011 633 U1 a heater with two helically coiled heat exchangers is known, which are screwed into one another and parallel to each other by a heating medium can be flowed through. The juxtaposed coil ends are connected to each other and have a common connection piece. The supply and return connections are located on opposite ends of the heat exchanger.

Die DE 10 2004 023 711 B3 zeigt ebenfalls ein Heizgerät mit einem schraubenförmig gewendelten Wärmetauscher und mindestens zwei hydraulisch miteinander verbundenen Wendelbereichen. Diese sind durchmesserunterschiedlich ausgebildet und können schraubenförmig ineinander gedreht angeordnet sein. Das Abgas strömt somit zuerst durch die Spalte der inneren Wendel und dann über einen Zwischenraum weiter durch die Spalte in der äußeren Wendel. Weil auch bei dieser Ausführung ein einstückiges Rohr, insbesondere Vierkantrohr, eingesetzt wird, ist es fertigungstechnisch dabei kaum möglich, auf die Spaltgeometrie Einfluss zu nehmen.The DE 10 2004 023 711 B3 also shows a heater with a helically coiled heat exchanger and at least two hydraulically interconnected coil areas. These are formed differently in diameter and can be arranged helically rotated into each other. The exhaust gas thus flows first through the gaps of the inner coil and then over a gap further through the gaps in the outer coil. Because a one-piece tube, in particular square tube, is also used in this embodiment, it is hardly possible in terms of production technology to influence the gap geometry.

Weiterhin ist aus der DE 10 2006 029 854 A1 ein Wärmetauscher mit ringförmig ausgebildeten Strömungskanälen bekannt. Hier werden mehrere gleiche ringförmige Segmente vertikal und parallel zueinander zu einem Wärmetauscher kombiniert. Zwischen den Segmenten befindet sich ein Spalt für den Durchtritt der Heizgase von der im Zentrum angeordneten Brennkammer nach außen. Die Wärme übertragenden Oberflächen begrenzen beidseitig diesen Spalt und im Inneren der Segmente strömt das Heizmedium. Auch wenn hier ein zwangsdurchströmter Wärmetauscher mit einer wechselweise oben und unten vorgesehenen Überströmung von Segment zu Segment vorliegt, kann es zu Problemen kommen, weil eine vollständige Entlüftung aus den oberen Bereichen der einzelnen Segmente nicht möglich ist.Furthermore, from the DE 10 2006 029 854 A1 a heat exchanger with annular flow channels known. Here several identical annular segments are combined vertically and parallel to each other to form a heat exchanger. Between the segments there is a gap for the passage of the hot gases from the combustion chamber arranged in the center to the outside. The heat-transferring surfaces define this gap on both sides and the heating medium flows inside the segments. Even if there is a forced-flow heat exchanger with an alternately top and bottom provided overflow from segment to segment, there may be problems because a complete venting from the upper regions of the individual segments is not possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wärmetauscher eines Heizgerätes, insbesondere eines Brennwertheizgerätes, besonders im Hinblick auf möglichst kompakte Abmessungen und gute Wärmeübertragungseigenschaften zu optimieren.Of the Invention is based on the object, the heat exchanger a heater, in particular a condensing boiler, especially with regard to compact dimensions and to optimize good heat transfer properties.

Erfindungsgemäß wird dies mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.According to the invention this is solved with the features of claim 1. advantageous Further developments can be found in the dependent claims.

Das aus einer zylindrischen Brennkammer und einem radial diese begrenzenden Wärmetauscher bestehende Heizgerät ist dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher aus mehreren ringförmig angeordneten, mit der Längsachse der Brennkammer parallelen Wärmetauscherrohren besteht. Jeweils zwischen zwei benachbarten Wärmetauscherrohren wird dabei ein axial verlaufender Spalt von vorzugsweise nur 0,5 mm bis 2 mm Breite für den Durchtritt von Heizgasen in radialer Richtung ausgebildet.The from a cylindrical combustion chamber and a radially limiting this Heat exchanger existing heater is characterized characterized in that the heat exchanger of a plurality of annular arranged, parallel with the longitudinal axis of the combustion chamber Heat exchanger tubes consists. In each case between two adjacent ones Heat exchanger tubes is an axially extending gap of preferably only 0.5 mm to 2 mm width for passage formed of hot gases in the radial direction.

Der Querschnitt der Wärmetauscherrohre ist rund, oval oder zur Vergrößerung der Spaltlänge in radialer Richtung abgeflacht. Auch können die Wärmetauscherrohre einen kastenförmigen und/oder trapezförmigen Querschnitt aufweisen, um eine besonders große Wärmeübertragungsfläche im Spaltbereich zur Verfügung zu stellen.Of the Cross section of the heat exchanger tubes is round, oval or to increase the gap length in radial Flattened direction. Also, the heat exchanger tubes a box-shaped and / or trapezoidal cross-section have a particularly large heat transfer surface in the gap area.

In einer ersten Ausführungsform werden die Wärmetauscherrohre wasserseitig parallel von einer Stirnseite zur anderen durchströmt. Dabei ist im einen Deckelelement der Rücklaufanschlussstutzen und im anderen der Vorlaufanschluss angebracht. Das Heizmedium wird somit in den Deckelelementen gleichmäßig an alle Kanäle in den Wärmetauscherrohren verteilt bzw. am Austritt aus diesen gesammelt.In A first embodiment, the heat exchanger tubes flows through water side parallel from one end face to the other. It is in a cover element of the return connection piece and in the other the supply connection attached. The heating medium is thus evenly in the cover elements to all Channels distributed in the heat exchanger tubes or collected at the exit from these.

Bei einer zweiten Ausführungsform sind alle Wärmetauscherrohre hydraulisch über stirnseitige Umlenkzonen seriell miteinander verbunden, so dass im vorderen und/oder hinteren Deckelelement eine Umlenkung der Strömung in das jeweils benachbarte Wärmetauscherrohr erfolgt. Dadurch entsteht insgesamt ein relativ langer Strömungsweg zwischen Rück- und Vorlaufanschlussstutzen mit relativ hohen Strömungsgeschwindigkeiten.In a second embodiment, all the heat exchanger tubes are hydraulically connected in series via end-side deflection zones, so that in the front and / or rear cover element a deflection of the flow takes place into the respective adjacent heat exchanger tube. This creates a total of a relatively long flow path between Return and supply connections with relatively high flow rates.

In einer dritten Ausführungsform werden die Wärmetauscherrohre in alternierender Reihenfolge auf dem Umfang mit Vorlauf- und Rücklaufwasser durchströmt. Dabei erfolgt im vorderen und/oder hinteren Deckelelement eine Umlenkung der Strömung. Entweder von einem ersten, kühleres Rücklaufwasser führenden, zu einem benachbarten, wärmeres Vorlaufwasser führenden Wärmetauscherrohr, also jeweils eine U-förmige Strömungsführung über zwei Rohre mit Vor- und Rücklaufanschlussstutzen in einem Deckelelement. Oder es wird über einen gemeinsamen Umlenkraum die Strömung von allen Rücklaufwasser führenden Wärmetauscherrohren zu allen Vorlaufwasser führenden Wärmetauscherrohren geführt.In In a third embodiment, the heat exchanger tubes flows in alternating sequence on the circumference with flow and return water. In this case, a deflection takes place in the front and / or rear cover element the flow. Either from a first, cooler Leading return water, to an adjacent, warmer supply water leading heat exchanger tube, So in each case a U-shaped flow guide over Two pipes with supply and return connection in one Cover element. Or it will have a common deflection space the flow leading from all return water Heat exchanger tubes leading to all supply water Heat exchanger tubes out.

Bei einer vierten Ausführungsform sind die Wärmetauscherrohre jeweils in mindestens zwei Strömungskanäle aufgeteilt. Dabei ergeben sich mindestens zwei Strömungskanäle durch mindestens eine Trennwand, nämlich ein innerer, brennkammernaher Strömungskanal und mindestens ein äußerer, durchmessergrößerer Strömungskanal.at A fourth embodiment is the heat exchanger tubes each divided into at least two flow channels. This results in at least two flow channels by at least one partition wall, namely an inner combustion chamber nearer Flow channel and at least one outer, larger diameter Flow channel.

Die mindestens zwei Strömungskanäle können innerhalb eines Wärmetauscherrohres hydraulisch miteinander verbunden sein, so dass ausgehend von einem stirnseitigen Wasserverteilungsraum zunächst parallel in allen einzelnen Wärmetauscherrohren der äußere, durchmessergrößere Strömungskanal mit kühlerem Rücklaufwasser und danach jeweils parallel der innere, brennkammernahe Strömungskanal mit wärmerem Vorlaufwasser durchströmt wird. Es entsteht dabei eine parallele Durchströmung aller einzelnen Wärmetauscherrohre über den gesamten Umfang.The at least two flow channels can within a heat exchanger tube hydraulically with each other be connected so that starting from a frontal water distribution space first parallel in all individual heat exchanger tubes of the outer, larger diameter flow channel with cooler return water and then each parallel the inner, brennkammernahe flow channel with warmer Flow water is flowed through. It creates a parallel flow through all individual heat exchanger tubes over the entire circumference.

Alternativ dazu können alle Strömungskanäle in allen Wärmetauscherrohren hydraulisch über stirnseitige Umlenkzonen seriell miteinander verbunden sein, so dass sich eine Verkettung aller Strömungskanäle ergibt. Bei Verwendung von Wärmetauscherrohren mit mindestens zwei Strömungskanälen sind in einer ersten Variante jeweils alle äußeren, brennkammerfernen Strömungskanäle und jeweils alle inneren, brennkammernahen Strömungskanäle seriell verbunden. Damit wird erreicht, dass zuerst, ausgehend vom Rücklaufanschlussstutzen in einem Deckelelement, ringförmig alle äußeren Strömungskanäle und danach ringförmig alle inneren Strömungskanäle nacheinander durchströmt werden. Zwischen den sich ergebenden inneren und äußeren Wasserringen ist dann nur eine einzige Überströmstelle in einem Deckelelement nötig. Ansonsten wird innerhalb der Deckelelemente hierbei die Strömung nur von einem Wärmetauscherrohr ins nächste benachbarte auf dem gleichen Umfang umgeleitet.alternative all flow channels in all can do this Heat exchanger tubes hydraulically on the front side Diverting be connected in series, so that a Concatenation of all flow channels results. Using of heat exchanger tubes with at least two flow channels are in a first variant each outer, Brennkammerfernen flow channels and each all inner, near the combustion chamber flow channels connected serially. This ensures that first, starting from the Return connection in a cover element, annular all outer flow channels and thereafter annular all internal flow channels flows through one after the other. Between the resulting inner and outer water rings is then only a single overflow in a cover element necessary. Otherwise, this is within the lid elements the flow only from a heat exchanger tube into the next adjacent redirected to the same extent.

Bei einer zweiten Variante für Wärmetauscherrohre mit mindestens zwei Strömungskanälen tritt die Strömung an einer Stirnseite jeweils aus einem äußeren, brennkammerfernen Strömungskanal eines ersten Wärmetauscherrohres aus und in den inneren, brennkammernahen Strömungskanal des nächsten benachbarten Wärmetauscherrohres ein. An der jeweils anderen Stirnseite tritt dabei die Strömung aus dem inneren Strömungskanal dieses Wärmetauscherrohres aus und strömt in den äußeren Strömungskanal desselben Wärmetauscherrohres über.at a second variant for heat exchanger tubes with at least two flow channels occurs the Flow at one end in each case from an outer, combustion chamber remote flow channel of a first heat exchanger tube out and into the inner, near the combustion chamber flow channel the next adjacent heat exchanger tube one. At the other end face occurs while the flow from the inner flow channel of this heat exchanger tube out and flows into the outer flow channel the same heat exchanger tube over.

Vorteilhafterweise besitzt der innere, brennkammernahe Strömungskanal in einem Wärmetauscherrohr einen geringeren Querschnitt als der äußere, brennkammerferne Strömungskanal. Auch ist der innere, brennkammernahe Strömungskanal in einem Wärmetauscherrohr vorzugsweise so bemessen, dass sich höhere Strömungsgeschwindigkeiten als im äußeren, brennkammerfernen Strömungskanal einstellen.advantageously, has the inner, near the combustion chamber flow channel in one Heat exchanger tube has a smaller cross section than the outer, combustion chamber remote flow channel. Also, the inner, near the combustion chamber Flow channel in a heat exchanger tube preferably such that increased flow rates as set in the outer, combustion chamber distant flow channel.

Die Geometrie des Spaltes für den Durchtritt von Heizgasen zwischen den den Spalt begrenzenden, Wärme übertragenden Oberflächen ist durch den Umformvorgang bei der Herstellung eines Wärmetauscherrohres beeinflussbar. So ist es gut möglich, die Spaltbreite in radialer Richtung an das sich mit der Abkühlung verringernde Volumen der Heizgase anzupassen oder die Wärme übertragenden Oberflächen mit Turbulenz erhöhenden Mitteln zu versehen.The Geometry of the gap for the passage of hot gases between the gap limiting heat transferring Surfaces is due to the forming process during production a heat exchanger tube influenced. So it is good possible, the gap width in the radial direction to the with to adapt to the cooling-reducing volume of the hot gases or the heat transferring surfaces to provide turbulence enhancing agents.

Weiterhin können eine oder zwei benachbarte, sich gegenüberstehende, den Spalt begrenzende Oberflächen mit Vorsprüngen versehen sein, welche die Spaltbreite definieren und sich aufeinander und/oder auf der gegenüber liegenden Oberfläche abstützen.Farther can have one or two adjacent, opposing, the gap limiting surfaces with protrusions be provided, which define the gap width and each other and / or supported on the opposite surface.

Mit der erfindungsgemäßen Gestaltung entsteht ein Wärmetauscher für ein Heizgerät mit bester Eignung für Brennwertbetrieb, sehr kompakten Abmessungen und guten Wärmeübertragungseigenschaften. Alle wasserseitigen Anschlüsse befinden sich gut zugänglich auf einer Seite. Durch die Aufteilung der Strömungskanäle ist die Temperaturverteilung im Wärmetauscher optimiert und die Effektivität gegenüber bekannten Prinzipien, insbesondere Rohrwendeln, gesteigert. Auch eine vertikale Anordnung der Trennwand innerhalb eines Wärmetauscherrohres, also in radialer Richtung, ist möglich. Der Gesamtaufbau mit gleichen Wärmetauscherrohren bietet neben der einfachen Herstellung auch den Vorteil, unterschiedliche Längen für verschiedene Feuerungs- und Wärmetauscherleistungen variabel abzudecken. Trotzdem bleiben dann alle stirnseitig angeordneten Anbauteile sowie die Verbindung zwischen Deckelelementen und dem Wasser führenden Wärmetauscherrohren gleich. Nur der umgebende Mantel variiert in der Länge. Wegen der niedrigen Abgastemperaturen kann dieser sogar aus Kunststoff hergestellt werden.With the design according to the invention, a heat exchanger for a heater with the best suitability for condensing operation, very compact dimensions and good heat transfer properties. All water-side connections are easily accessible on one side. By dividing the flow channels, the temperature distribution in the heat exchanger is optimized and increased the effectiveness over known principles, in particular coiled tubing. A vertical arrangement of the partition within a heat exchanger tube, ie in the radial direction, is possible. The overall structure with the same heat exchanger tubes offers in addition to the simple production and the advantage to cover different lengths for different combustion and heat exchanger performance variable. Nevertheless, then remain all front-mounted attachments and the connection between the lid elements and the water leading Heat exchanger tubes same. Only the surrounding coat varies in length. Because of the low exhaust gas temperatures, this can even be made of plastic.

Bei der Herstellung der Wärmetauscherrohre bieten sich vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten, wenn ein Aluminium-Stranggussprofil ausgewählt wird. Besonders wenn es sich um ein Rohr mit einer einzigen Kammer handelt, kann aber auch Edelstahl zum Einsatz kommen. Als Verbindungsverfahren für Wärmetauscherrohre, Deckelelemente und/oder Wasser führende Teile sind das Schweißen, Löten und Kleben geeignet.at The production of the heat exchanger tubes offer a variety Design options, if an aluminum extruded profile is selected. Especially if it is a pipe with a single chamber, but can also be used stainless steel come. As connection method for heat exchanger tubes, Cover elements and / or water-bearing parts are the Welding, soldering and gluing suitable.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Es zeigt einen Wärmetauscher eines Heizgerätes:The Drawing represents an embodiment of the invention It shows a heat exchanger of a heater:

1: in einer perspektivischen Gesamtansicht mit einem Schnitt im Eckbereich und 1 In a perspective overall view with a section in the corner and

2: Einzelteile in einer Explosionszeichnung. 2 : Items in an exploded drawing.

Eine zylindrische Brennkammer 1 wird radial von einem Wärmetauscher begrenzt, welcher mindestens einen Spalt 2 für den Durchtritt von Heizgasen aufweist. Ein vorderes Deckelelement 3 zur Aufnahme eines nicht dargestellten Brenners und ein hinteres Deckelelement 4 dienen als Verschluss für die Brennkammer 1. Ein Abgassammelraum 5 befindet sich unter einem umgebenden, nicht dargestellten Mantel mit einem Anschlussstutzen für eine Abgasleitung radial außerhalb des Wärmetauschers.A cylindrical combustion chamber 1 is bounded radially by a heat exchanger, which has at least one gap 2 has for the passage of hot gases. A front cover element 3 for receiving a burner, not shown, and a rear cover element 4 serve as a closure for the combustion chamber 1 , An exhaust gas collection room 5 is located under a surrounding jacket, not shown, with a connecting piece for an exhaust pipe radially outside the heat exchanger.

Der Wärmetauscher besteht aus mehreren ringförmig angeordneten, mit der Längsachse der Brennkammer 1 parallelen Wärmetauscherrohren 6 mit einem trapezförmigen Querschnitt, welche jeweils zwischeneinander einen axial verlaufenden Spalt 2 für den Durchtritt von Heizgasen in radialer Richtung ausbilden.The heat exchanger consists of several annularly arranged, with the longitudinal axis of the combustion chamber 1 parallel heat exchanger tubes 6 with a trapezoidal cross section, each between an axially extending gap 2 form for the passage of hot gases in the radial direction.

Die Wärmetauscherrohre 6 sind jeweils durch eine Trennwand 7 in einen inneren, brennkammernahen Strömungskanal 8 und einen äußeren, durchmessergrößeren Strömungskanal 9 aufgeteilt. Dabei sind alle Strömungskanäle 8, 9 in allen Wärmetauscherrohren 6 hydraulisch über stirnseitige Umlenkzonen 10 seriell miteinander verbunden, so dass eine Verkettung aller Strömungskanäle 8, 9 zwischen dem Rück- und Vorlaufanschlussstutzen entsteht.The heat exchanger tubes 6 are each through a partition wall 7 in an inner, near the combustion chamber flow channel 8th and an outer, larger diameter flow channel 9 divided up. Here are all flow channels 8th . 9 in all heat exchanger tubes 6 hydraulically via end deflection zones 10 connected in series so that a chain of all flow channels 8th . 9 created between the return and supply connection piece.

Zum Ausbilden der Umlenkzonen 10 sind auf den Deckelelementen 3, 4 weitere ringförmige Deckel 11 angebracht und es sind Aufnahmen 12 für die Wärmetauscherrohre 6 angeformt, welche innen in diese eingreifen, diese somit stirnseitig zentrieren und für eine gut abdichtbare Überlappungsfläche im Verbindungsbereich sorgen. Weiterhin befindet sich im Außenbereich der Deckelelemente 3, 4 jeweils eine umlaufende, nach innen gerichtete Nut 13 zur Aufnahme des den Abgassammelraum 5 umgebenden zylindrischen Mantels.For forming the deflection zones 10 are on the lid elements 3 . 4 further annular lids 11 attached and there are shots 12 for the heat exchanger tubes 6 molded, which engage inside this, thus center them frontally and provide a well sealable overlap surface in the connection area. Furthermore, located in the outer area of the cover elements 3 . 4 each a circumferential, inwardly directed groove 13 for receiving the exhaust gas collection chamber 5 surrounding cylindrical shell.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 202005011633 U1 [0003] - DE 202005011633 U1 [0003]
- DE 102004023711 B3 [0004] DE 102004023711 B3 [0004]
- DE 102006029854 A1 [0005] DE 102006029854 A1 [0005]

Claims

Heizgerät, insbesondere Brennwertheizgerät, umfassend einen Gas- oder Ölbrenner in einer zylindrischen Brennkammer (1), welche radial von einem Wärmetauscher begrenzt ist, mindestens einen Spalt (2) für den Durchtritt von Heizgasen durch den Wärmetauscher in einen radial außerhalb des Wärmetauschers angeordneten Abgassammelraum (5), welcher einen umgebenden Mantel mit einem Anschlussstutzen für eine Abgasleitung aufweist, ein vorderes Deckelelement (3) zur Aufnahme des Brenners, ein hinteres Deckelelement (4) als Verschluss für die Brennkammer (1), sowie Vor- und Rücklaufanschlussstutzen, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher aus mehreren ringförmig angeordneten, mit der Längsachse der Brennkammer (1) parallelen Wärmetauscherrohren (6) besteht, welche jeweils zwischen zwei benachbarten Wärmetauscherrohren (6) ein axial verlaufenden Spalt (2) für den Durchtritt von Heizgasen in radialer Richtung ausbilden.Heater, in particular condensing boiler, comprising a gas or oil burner in a cylindrical combustion chamber ( 1 ), which is bounded radially by a heat exchanger, at least one gap ( 2 ) for the passage of hot gases through the heat exchanger in a radially outside of the heat exchanger arranged exhaust gas collecting space ( 5 ), which has a surrounding jacket with a connecting piece for an exhaust pipe, a front cover element ( 3 ) for receiving the burner, a rear cover element ( 4 ) as a closure for the combustion chamber ( 1 ), and supply and return connection piece, characterized in that the heat exchanger of a plurality of annularly arranged, with the longitudinal axis of the combustion chamber ( 1 ) parallel heat exchanger tubes ( 6 ), which in each case between two adjacent heat exchanger tubes ( 6 ) an axially extending gap ( 2 ) form for the passage of hot gases in the radial direction.

Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass der Querschnitt der Wärmetauscherrohre (6) rund, oval oder zur Vergrößerung der Länge des Spaltes (2) in radialer Richtung abgeflacht ist.Heater according to claim 1, characterized in that the cross section of the heat exchanger tubes ( 6 ) round, oval or to increase the length of the gap ( 2 ) is flattened in the radial direction.

Heizgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscherrohre (6) einen kastenförmigen und/oder trapezförmigen Querschnitt aufweisen.Heater according to claim 1 or 2, characterized in that the heat exchanger tubes ( 6 ) have a box-shaped and / or trapezoidal cross-section.

Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscherrohre (6) wasserseitig parallel von einer Stirnseite zur anderen durchströmt werden, wobei im einen Deckelelement (3, 4) der Rücklaufanschlussstutzen und im anderen der Vorlaufanschluss angebracht ist.Heater according to one of claims 1 to 3, characterized in that the heat exchanger tubes ( 6 ) are flowed through on the water side in parallel from one end face to the other, wherein in a cover element ( 3 . 4 ) the return connection pipe and in the other the supply connection is attached.

Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass alle Wärmetauscherrohre (6) hydraulisch über stirnseitige Umlenkzonen (10) seriell miteinander verbunden sind, so dass im vorderen und/oder hinteren Deckelelement (3, 4) eine Umlenkung der Strömung in das jeweils benachbarte Wärmetauscherrohr (6) erfolgt.Heater according to one of claims 1 to 3, characterized in that all heat exchanger tubes ( 6 ) hydraulically via end-face deflection zones ( 10 ) are connected in series, so that in the front and / or rear cover element ( 3 . 4 ) a deflection of the flow in the respective adjacent heat exchanger tube ( 6 ) he follows.

Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscherrohre (6) in alternierender Reihenfolge auf dem Umfang mit Vorlauf- und Rücklaufwasser durchströmt werden, und dass im vorderen und/oder hinteren Deckelelement (3, 4) eine Umlenkung der Strömung erfolgt, entweder von einem ersten Rücklaufwasser führenden, zu einem benachbarten, Vorlaufwasser führenden Wärmetauscherrohr (6), oder über einen gemeinsamen Umlenkraum (10) von allen Rücklaufwasser führenden Wärmetauscherrohren (6) zu allen Vorlaufwasser führenden Wärmetauscherrohren (6).Heater according to one of claims 1 to 3, characterized in that the heat exchanger tubes ( 6 ) are flowed through in an alternating sequence on the circumference with flow and return water, and that in the front and / or rear lid member ( 3 . 4 ) a deflection of the flow takes place, either leading from a first return water, to an adjacent, supply water leading heat exchanger tube ( 6 ), or via a common deflection space ( 10 ) of all return water leading heat exchanger tubes ( 6 ) to all flow water leading heat exchanger tubes ( 6 ).

Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscherrohre (6) jeweils in mindestens zwei Strömungskanäle (8, 9) aufgeteilt sind.Heater according to one of claims 1 to 3, characterized in that the heat exchanger tubes ( 6 ) in at least two flow channels ( 8th . 9 ) are divided.

Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Strömungskanäle (8, 9) durch mindestens eine Trennwand (7) in einen inneren, brennkammernahen Strömungskanal (8) und mindestens einen äußeren, durchmessergrößeren Strömungskanal (9) aufgeteilt werden.Heater according to one of claims 1 to 3 and 7, characterized in that the at least two flow channels ( 8th . 9 ) by at least one partition ( 7 ) in an inner, near the combustion chamber flow channel ( 8th ) and at least one outer, larger diameter flow channel ( 9 ).

Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Strömungskanäle (8, 9) innerhalb eines Wärmetauscherrohres (6) hydraulisch miteinander verbunden sind, so dass ausgehend von einem stirnseitigen Wasserverteilungsraum zunächst parallel in allen einzelnen Wärmetauscherrohren (6) der äußere, durchmessergrößere Strömungskanal (9) mit dem kühleren Rücklaufwasser und danach parallel der innere, brennkammernahe Strömungskanal (8) mit dem wärmeren Vorlaufwasser durchströmt wird.Heater according to one of claims 1 to 3, 7 and 8, characterized in that the at least two flow channels ( 8th . 9 ) within a heat exchanger tube ( 6 ) are hydraulically connected to each other, so that starting from a frontal water distribution space initially parallel in all individual heat exchanger tubes ( 6 ) the outer, larger diameter flow channel ( 9 ) with the cooler return water and then parallel to the inner, near the combustion chamber flow channel ( 8th ) is flowed through with the warmer supply water.

Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass alle Strömungskanäle (8, 9) in allen Wärmetauscherrohren (6) hydraulisch über stirnseitige Umlenkzonen (10) seriell miteinander verbunden sind, so dass sich eine Verkettung aller Strömungskanäle (8, 9) ergibt.Heater according to one of claims 1 to 3, 7 and 8, characterized in that all flow channels ( 8th . 9 ) in all heat exchanger tubes ( 6 ) hydraulically via end-face deflection zones ( 10 ) are connected in series, so that a chain of all flow channels ( 8th . 9 ).

Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 7, 8 und 10 dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von Wärmetauscherrohren (6) mit mindestens zwei Strömungskanälen (8, 9) jeweils alle äußeren, brennkammerfernen Strömungskanäle (9) und alle inneren, brennkammernahen Strömungskanäle (8) seriell verbunden sind, so dass zuerst, ausgehend vom Rücklaufanschlussstutzen in einem Deckelelement (3, 4), alle äußeren Strömungskanäle (9) und danach alle inneren Strömungskanäle (8) durchströmt werden.Heater according to one of claims 1 to 3, 7, 8 and 10, characterized in that when using heat exchanger tubes ( 6 ) with at least two flow channels ( 8th . 9 ) each outer, combustion chamber remote flow channels ( 9 ) and all inner, near the combustion chamber flow channels ( 8th ) are connected in series, so that first, starting from the return connection piece in a cover element ( 3 . 4 ), all outer flow channels ( 9 ) and then all inner flow channels ( 8th ) are flowed through.

Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 7, 8 und 10 dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von Wärmetauscherrohren (6) mit mindestens zwei Strömungskanälen (8, 9) die Strömung an einer Stirnseite jeweils aus einem äußeren, brennkammerfernen Strömungskanal (9) eines ersten Wärmetauscherrohres (6) austritt und in den inneren, brennkammernahen Strömungskanal (8) des nächsten benachbarten Wärmetauscherrohres (6) eintritt, und dass die Strömung an der anderen Stirnseite jeweils aus dem inneren Strömungskanal (8) dieses Wärmetauscherrohres (6) austritt und in den äußeren Strömungskanal (9) desselben Wärmetauscherrohres (6) überströmt.Heater according to one of claims 1 to 3, 7, 8 and 10, characterized in that when using heat exchanger tubes ( 6 ) with at least two flow channels ( 8th . 9 ) the flow at one end face in each case from an outer, combustion chamber remote flow channel ( 9 ) of a first heat exchanger tube ( 6 ) and into the inner, near the combustion chamber flow channel ( 8th ) of the next adjacent heat exchanger tube ( 6 ), and that the flow at the other end face in each case from the inner flow channel ( 8th ) of this heat exchanger tube ( 6 ) and into the outer flow channel ( 9 ) of the same heat exchanger tube ( 6 ) overflowed.

Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der innere, brennkammernahe Strömungskanal (8) in einem Wärmetauscherrohr (6) einen geringeren Querschnitt als der äußere, brennkammerferne Strömungskanal (9) aufweist.Heater according to one of claims 1 to 12, characterized in that the inner combustion chamber near the flow channel ( 8th ) in a heat exchanger tube ( 6 ) has a smaller cross section than the outer combustion chamber remote flow channel ( 9 ) having.

Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der innere, brennkammernahe Strömungskanal (8) in einem Wärmetauscherrohr (6) so bemessen ist, dass sich höhere Strömungsgeschwindigkeiten als im äußeren, brennkammerfernen Strömungskanal (9) einstellen.Heater according to one of claims 1 to 13, characterized in that the inner combustion chamber near the flow channel ( 8th ) in a heat exchanger tube ( 6 ) is dimensioned so that higher flow velocities than in the outer, combustion chamber remote flow channel ( 9 ) to adjust.

Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie des Spaltes (2) für den Durchtritt von Heizgasen zwischen den den Spalt (2) begrenzenden, Wärme übertragenden Oberflächen durch den Umformvorgang bei der Herstellung eines Wärmetauscherrohres (6) beeinflussbar ist.Heater according to one of claims 1 to 14, characterized in that the geometry of the gap ( 2 ) for the passage of hot gases between the gap ( 2 ) limiting, heat transfer surfaces by the forming process in the manufacture of a heat exchanger tube ( 6 ) is influenced.

Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder zwei benachbarte, sich gegenüberstehende, den Spalt (2) begrenzende Oberflächen mit Vorsprüngen versehen sind, welche die Breites des Spaltes (2) definieren und sich aufeinander und/oder auf der gegenüber liegenden Oberfläche abstützen.Heater according to one of claims 1 to 15, characterized in that one or two adjacent, opposing, the gap ( 2 ) limiting surfaces are provided with projections which the width of the gap ( 2 ) and abut each other and / or on the opposite surface.