DE202004009559U1 - Wärmetauscher - Google Patents
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- F28D7/02—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled
- F28D7/022—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled the conduits of two or more media in heat-exchange relationship being helically coiled, the coils having a cylindrical configuration
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Abstract
Wärmetauscher
mit einem nach oben offenem, drucklosem Behälter, dadurch gekennzeichnet, dass
in einem oberen Teil (22) eines Innenraumes (2) des Wärmetauschers
(1) eine direkte Wärmeübertragung
von kondensiertem Kältemitteldampf
auf im Gegenstrom hindurchfliesendes Frischwasser stattfindet und
dass eine indirekte Wärmeübertragung
im unteren Teil (23) des Innenraumes (1) des Wärmetauschers (1) vorgesehen
ist.
Description
- Solche bekannten Wärmetauscher werden meist in Niedrigenergie-Häusern verwendet, die mit einer Wärmepumpe und Solaranlagen ausgerüstet sind. Sie haben aber meist den Nachteil, dass ihr Frischwasser auf eine viel zu hohe Temperatur aufgeheizt wird, so zwischen 70 bis 80°Celsius, was nicht nur zu einem großen Energieverlust, sondern auch zu verstärkten Kalkablagerungen und zu Rohrkorrosion führt. Kürzere Wartungsintervalle sind dann notwendig.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aufgezeichneten Nachteile zu vermeiden und einen Wärmetauscher zu schaffen, bei dem das Frischwasser gewöhnlich nur auf 40°C aufgeheizt wird. Das spart Energie und mindert Kalkablagerungen. In besonderen Fällen, vorzugsweise im Sommer, soll aber auch eine höhere Frischwasser-Temperatur zumindest kurzzeitig zu erreichen sein. Schließlich sollen auch die Legionellen pneumophila, die Legionärslσankheits-Erreger, in Schach gehalten werden, die in Warmwasserleitungen auftreten können.
- Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches. Vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes des Ausspruches 1 ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche, sowie aus der Beschreibung und der Zeichnung.
- Zeichnung
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
-
1 einen Wärmetauscher im Schnitt durch seine Wandung -
2 einen Querschnitt durch ein doppelwandiges Rohr in der Schnittebene II–II von1 und -
3 einen Längsschnitt durch das Rohr nach2 . - Beschreibung des Ausführungsbeispiels
- Ein Wärmetauscher
1 auch „Boiler" genannt, ist nach oben undicht, also offen ausgeführt. Er ist in einen oberen Teil22 und einen unteren Teil23 aufgeteilt. In seinem Innenraum2 ist er drucklos. Gefüllt ist der Innenraum2 mit einem eutektischen Trägermedium, in einfachster Weise aber lediglich mit Wasser. In den Innenraum2 sind über acht Anschlüsse vier Leitungen hinein und vier Leitungen wieder herausgeführt. Ein erster Leitungsanschluss3 ist für die Einleitung von Frischwasser bestimmt, also für Kaltwasser. Das Frischwasser fließt vom Leitungsanschluss3 über eine Frischwasserleitung4 durch den Innenraum2 hindurch und erwärmt sich. Über einen Leitungsanschluss5 verlässt dann das erwärmte Frischwasser wieder den Innenraum2 . Desweiteren gibt es im Wärmetauscher1 eine Kältemittelleitung6 , die von einem –Kältemittel- Einlassanschluss7 über den Innenraum2 zu einem Kältemittel Auslassanschluss8 geführt ist. Außerdem sind ein Einlassanschluss9 und ein Auslassanschluss10 für eine durch den Innenraum2 führende Leitung11 zur Versorgung einer Niedertemperaturheizung vorgesehen. Schließlich gibt es noch eine Solar-Anlage, die einen Einlassanschluss12 und einen Auslassanschluss13 für eine im Wärmetauscher verlaufende Solarleitung14 aufweist. Und weiter ist am Wärmetauscher1 eine elektrische Widerstandsheizung15 installiert, die mit einem Heizstab15 in den Innenraum2 hineinragt und es befindet sich an der Außenwand des Wärmetauscher1 eine Isolierung17 (Wärmedämmung), die Wärmeverluste nach außen vermeidet. Ein eutektisches Trägermedium im Innenraum2 des Wärmetauschers1 träge die Bezugszahl18 , und zwei besondere Bereiche der Wärmeübertragung sind mit den Bezugszahlen19 und20 versehen, wobei die Übertragung der Wärmeenergie des überhitzten Kältemittels auf das Frischwasser im Bereich20 direkt und koaxial im oberen Teil22 des Innenraums2 erfolgt. - In den
2 und3 ist diese Wärmeübertragung in dem koaxial verlaufenden Bereich20 noch einmal in vergrößertem Maßstab im doppelwandigen Rohr dargestellt und zwar die Wärmeübertragung von der inneren Kältemittelleitung6 an den Leitungsstrom von Frischwasser in der Frischwasserleitung4 im Ringrohr21 . Die3 lässt dabei außerdem ein wesentliches Merkmal der Erfindung erkennen: - Innen im Ringrohr
21 strömt das Kältemittel, in dem Ringraum des Ringrohres fließt dagegen das Frischwasser und zwar entgegen der Strömungsrichtung des Kältemittels, also im Gegenstrom. - Wirkungsweise
- Zuerst soll die Frischwassererwärmung und die Heizung:
- Im Winterbetrieb beschrieben werden, wobei die Fußbodenheizung im indirekten Betrieb erfolgt Das Frischwasser tritt über den Leitungsanschluss
3 in den mit Trägermedium18 gefüllten Innenraum2 ein. Die Frischwasserleitung4 kann sowohl als Rohr als auch als Rippenrohrwendel ausgeführt sein. - Das Trägermedium
18 weist eine Temperatur von 40°C bis 45°C auf und überträgt seine Energie indirekt über die Frischwasserleitung4 auf das durchströmende Frischwasser. Dabei erwärmt sich das Frischwasser entsprechend seiner Fließgeschwindigkeit und gelangt dann koaxial in den Ringbereich20 im oberen Teil22 des Innenraumes2 . Der im Gegenstrom überhitzte Kältemitteldampf in der Leitung6 (etwa 90°C) erwärmt das durchfließende Frischwasser weiter und zwar im direkten Wärmeaustausch auf die jeweils gewünschte Temperatur. Diese Temperatur liegt dann wesentlich höher als die Temperatur des Trägermediums18 . Durch den überhitzten Kältemittedampf von 90 °C werden zudem eventuell im Leitungssystem vorhandene Legionellen eliminiert. Zum Kältemittel selbst ist noch auszuführen, dass an Stelle des Kältemittels auch jeder andere Energieträger mit entsprechendem Temperaturniveau verwendet werden kann. - Nach Austritt der Kältemitteleitung
6 aus dem Ring des Rohres der Frischwasserleitung4 findet bei Nichtabnahme von Frischwasser im internen Teil23 eine indirekte Wärmeübertragung auf die Leitung11 für die Fußbodenheizung über das Trägermedium18 statt. - Im Sommerbetrieb übernimmt die Erwärmung des Trägermediums
18 vorzugsweise die Solarleitung14 . Eine indirekte Energieübertragung erfolgt von dem Trägermedium18 auf die Frischwasserleitung4 im Bereich19 bzw.20 . Die Not- bzw. Ersatzversorgung wird über den Heizstab16 zur Frischwassererwärmung und zur Heizung (Fußbodenheizung) durchgeführt. - Als Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung sind zu nennen:
-
- 1. Durch die Erfindung des eutektischen Trägermediums
18 in einem Temperaturbereich zwischen 45°C bis 55°C erhöht sich durch den Eintrag latenter Energie die Kapazität des Trägermediums um etwa 50%, was sich positiv auf die Temperaturstabilisierung bei der Frischwassererwärmung auswirkt. Durch die Verwendung zweier in Reihe hintereinander geschalteter Wärmeübertrager zur Frischwassererwärmung, (in jeweils indirekter Energieübertragung), ist die Erzeugung von frischem Warmwasser ausreichend sichergestellt. - 2. Da die Vorhaltetemperatur von etwa 40°C sehr nieder ist, ist die Einrichtung für den Einsatz von Wärmepumpen besonders geeignet. Eine hohe Arbeitszahl (COP-Wert) der Wärmepumpe ist somit ermöglicht. Damit können die Wärmeübertrageroberflächen deutlich kleiner ausgeführt werden als beim Stand der Technik.
- 3. Ganz wichtig ist es, dass es für temporäre Anwendungen nun möglich ist, die Erwärmung des Frischwassers auf eine Temperatur zu bringen, die deutlich über der Trägermedium-Temperatur liegt und somit die Wirtschaftlichkeit enorm gesteigert wird.
- 4. Im direkten Austausch von Frischwasser zum überhitztem Kältemittel von 75°C bis 85°C wird das Legionellenproblem elegant gelöst.
-
- 1.
- Wärmetauscher
- 2.
- Innenraum
- 3.
- Leitungsanschluss
- 4.
- Frischwasserleitung
- 5.
- Leitungsanschluss
- 6.
- Kältemittelleitung
- 7.
- Kältemitteleinlassanschluss
- 8.
- Kältemittelauslassanschluss
- 9.
- Einlassanschluss
- 10.
- Auslassanschluss
- 11.
- Leitung (Fußbodenheizung)
- 12.
- Einlassanschluss
- 13.
- Auslassanschluss
- 14.
- Solarleitung
- 15.
- Widerstandsheizung
- 16.
- Heizstab
- 17.
- Isolierung
- 18.
- eutektisches Trägermedium
- 19.
- Bereich
- 20.
- Bereich
- 21.
- Ringrohr
- 22.
- oberer Teil
- 23.
- unterer Teil
Claims (6)
- Wärmetauscher mit einem nach oben offenem, drucklosem Behälter, dadurch gekennzeichnet, dass in einem oberen Teil (
22 ) eines Innenraumes (2 ) des Wärmetauschers (1 ) eine direkte Wärmeübertragung von kondensiertem Kältemitteldampf auf im Gegenstrom hindurchfliesendes Frischwasser stattfindet und dass eine indirekte Wärmeübertragung im unteren Teil (23 ) des Innenraumes (1 ) des Wärmetauschers (1 ) vorgesehen ist. - Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Wärmeübertragung in dem oberen Teil (
22 ) des Innenraumes (2 ) ein doppelwandiges Rohr verwendet ist, in welchem im Innenrohr Kältemitteldampf kondensiert und im Zwischenraum vom Innen- zum Außenrohr das zu erwärmende Frischwasser fließt. - Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel und das Frischwasser im doppelwandigen Rohr zu einem optimalen Wärmeaustausch im Gegenstrom geführt sind. (
3 ) - Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch das überhitzte Kältemittel das im Ringrohr (
21 ) in Gegenrichtung fließende Frischwasser in direkter Weise auf eine jeweils gewünschte Wassertemperatur aufheizbar ist, die höher sein kann, als die vorherrschende Temperatur des Trägermediums (18 ) - Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wärmeübertragung einer Solaranlage (
14 ) auf das Frischwasser in dem unteren Teil (23 ) des Wärmetauschers (1 ) auf indirekte Weise erfolgt und dass das dort durchfließende Frischwasser allein unter Einwirkung der Sonnenenergie auf eine höhere Temperatur als die üblichen 40° Celsius das Trägermedium (18 ) anhebbar ist. - Wärmetauscher nach einem Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass eine indirekte Wärmeübertragung auf den Wärmetauscher (
14 ) der Niedertemperaturheizung erfolgt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202004009559U DE202004009559U1 (de) | 2004-06-16 | 2004-06-16 | Wärmetauscher |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202004009559U DE202004009559U1 (de) | 2004-06-16 | 2004-06-16 | Wärmetauscher |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE202004009559U1 true DE202004009559U1 (de) | 2004-09-23 |
Family
ID=33039599
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE202004009559U Expired - Lifetime DE202004009559U1 (de) | 2004-06-16 | 2004-06-16 | Wärmetauscher |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE202004009559U1 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1892480A1 (de) * | 2006-08-22 | 2008-02-27 | Sun-Systems GmbH | Duchlauf-Erhitzer für eine Nutzflüssigkeit, Verwendung des Duchlauf-Erhitzers und hydraulische Schaltung |
CN104990431A (zh) * | 2015-07-29 | 2015-10-21 | 河南红东方化工股份有限公司 | 一种内置绞龙换热器 |
DE102015015335A1 (de) * | 2015-11-26 | 2017-06-01 | Linde Aktiengesellschaft | Latentwärmespeicher, Verfahren und Heizanordnung |
CN114992694A (zh) * | 2022-05-18 | 2022-09-02 | 叶卫东 | 水或冰储存罐 |
DE102022121914A1 (de) | 2022-08-30 | 2024-02-29 | Jürgen Falkenstein | Wärme- und Kältespeicher mit Gegenstromwärmetauscher |
-
2004
- 2004-06-16 DE DE202004009559U patent/DE202004009559U1/de not_active Expired - Lifetime
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CN114992694A (zh) * | 2022-05-18 | 2022-09-02 | 叶卫东 | 水或冰储存罐 |
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Legal Events
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Effective date: 20041028 |
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Effective date: 20080101 |