DE202007017403U1 - Rohrbündelwärmetauscher - Google Patents
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Abstract
Rohrbündelwärmetauscher,
insbesondere für
die Wärmeübertragung
von Heizgas auf Heizungswasser oder Trinkwasser, wobei der Rohrbündelwärmetauscher
einen von einem Heizungswasserstrom oder Trinkwasserstrom durchströmbaren Wasserraum
(2) und einen von einem Heizgasstrom durchströmbaren Heizgasraum (5) aufweist,
mit
• einem den Wasserraum (2) bildenden Gehäuse (1),
• im Gehäuse (1) angeordneten, parallel und/oder seriell durchströmbaren, Heizgas führenden, den Heizgasraum (5) bildenden Heizgasrohren (6),
• mindestens einem Heizgasverteiler (7) und mindestens einem Heizgassammler (8), in denen die Eintritts- und Austrittsquerschnitte (61, 62) der Heizgasrohre (6) münden, und die Anschlussvorrichtungen für eine Heizgaszuführung und eine Heizgasableitung aufweisen, und
• Kondenswasser ableitenden Einrichtungen (9) an dem mindestens einen Heizgassammler (8),
dadurch gekennzeichnet, dass
• der Wasserraum (2) eine in etwa U-förmige Gestalt aufweist,
• die Heizgasrohre (6) U-förmig gebogen sind und dem U-förmigen Verlauf des Wasserraums (2) folgen, und
• das Gehäuse (1) Anschlussvorrichtungen auf einer Gehäusevorderwand aufweist für den...
• einem den Wasserraum (2) bildenden Gehäuse (1),
• im Gehäuse (1) angeordneten, parallel und/oder seriell durchströmbaren, Heizgas führenden, den Heizgasraum (5) bildenden Heizgasrohren (6),
• mindestens einem Heizgasverteiler (7) und mindestens einem Heizgassammler (8), in denen die Eintritts- und Austrittsquerschnitte (61, 62) der Heizgasrohre (6) münden, und die Anschlussvorrichtungen für eine Heizgaszuführung und eine Heizgasableitung aufweisen, und
• Kondenswasser ableitenden Einrichtungen (9) an dem mindestens einen Heizgassammler (8),
dadurch gekennzeichnet, dass
• der Wasserraum (2) eine in etwa U-förmige Gestalt aufweist,
• die Heizgasrohre (6) U-förmig gebogen sind und dem U-förmigen Verlauf des Wasserraums (2) folgen, und
• das Gehäuse (1) Anschlussvorrichtungen auf einer Gehäusevorderwand aufweist für den...
Description
- Die Neuerung betrifft einen Rohrbündelwärmetauscher, insbesondere für die Wärmeübertragung von Heizgas auf Heizungswasser oder Trinkwasser, nach dem Oberbegriff des Schutzanspruches 1.
- Derartige Rohrbündelwärmetauscher werden einem mit fossilem oder regenerativem Brennstoff befeuerten Heizkessel wasserseitig vorgeschaltet und dienen der Restwärmenutzung der aus dem Heizkessel austretenden Heizgase. Dazu wird das warme Heizgas mit Hilfe eines Heizgasverteilers auf die das Rohrbündel darstellenden, voneinander beabstandeten Heizgasrohre aufgeteilt, durchströmt die Heizgasrohre parallel und/oder seriell (z. B. rohrgruppenweise), um an deren Ende mit Hilfe eines Heizgassammlers wieder zusammengeführt zu werden. Dabei münden die Heizgasrohre mit ihren Eintritts- und Austrittsquerschnitten in dem mindestens einen Heizgasverteiler und dem mindestens einen Heizgassammler. Der auf mehrere Rohre aufgeteilte Heizgasraum ist von einem Wasserraum umgeben, der von kaltem, zu erwärmendem Heizungswasser oder Trinkwasser durchströmt wird. Über die Wände der Heizgasrohre erfolgt der Wärmeaustausch zwischen den Heizgasen und dem Wasser. Der Wasserraum ist nach außen durch ein Gehäuse mit Anschlussvorrichtungen für die Leitungen des eintretenden und austretenden Heizungs- oder Trinkwasserstroms begrenzt. Speziell bei Brennwert-Heizsystemen werden mit solchen nachgeschalteten Wärmetauschern die Heizgase bis auf ein sehr niedriges Temperaturniveau unter den Taupunkt abgekühlt, um die latent im Abgas enthaltene Kondensationswärme zu nutzen. Für den Wärmeübergang bei entsprechend kleinen Temperaturdifferenzen zwischen Heizgas und Heizungswasser werden einerseits große Wärmetauscherflächen benötigt, andererseits sind aber Bauvolumen und Materialaufwand begrenzt. Zusätzlich müssen die verwendeten Materialien, wie zum Beispiel der relativ teure Werkstoff Edelstahl, erhöhte Anforderungen bezüglich der Korrosionsbeständigkeit erfüllen.
- Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kompakt aufgebauten und für Wartungs- und Reinigungsarbeiten leicht zugänglichen Rohrbündelwärmetauscher zu schaffen.
- Neuerungsgemäß wird dies mit den Merkmalen des Schutzanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
- Der neuerungsgemäße Rohrbündelwärmetauscher ist gekennzeichnet durch die in etwa U-förmige Gestaltung des Wasserraumes, in dem die ebenfalls U-förmig gebogenen, voneinander beabstandeten Heizgasrohre dem U-förmigen Verlauf des Wasserraumes folgen. Das Gehäuse weist Anschlussvorrichtungen auf einer Gehäusevorderwand auf für den mindestens einen Heizgasverteiler, den mindestens einen Heizgassammler sowie für die Leitungen des eintretenden und austretenden Heizungs- oder Trinkwasserstroms.
- Es ist von Vorteil, wenn die Heizgasverteiler, Heizgassammler und Wasserleitungen lösbar an das Gehäuse angeschlossen sind, so sind der Heizgasraum und der Wasserraum für eine Reinigung leicht zugänglich.
- Bei einer Ausführung sind die Heizgasrohre stromabwärts um etwa 2–5° zur Horizontalen geneigt, um ein Abfließen des anfallenden Kondenswassers zu begünstigen.
- Die den Heizgasraum bildenden Heizgasrohre sind matrixartig nebeneinander und übereinander angeordnet. Die nebeneinander in einer Ebene angeordneten Heizgasrohre bilden in etwa U-förmige Rohrgruppen. Indem solche Rohrgruppen in mehreren Ebenen übereinander angeordnet werden, ergeben sich kompakte, U-förmig gekrümmte Rohrbündel. Bei einer geeigneten Ausführungsvariante unterscheiden sich die nebeneinander liegenden Heizgasrohre einer Rohrgruppe durch verschieden große Krümmungsradien. Sie verlaufen mit von Rohr zu Rohr zunehmendem Abstand von und konzentrisch zu einem gemeinsamen Mittelpunkt in einer planen Ebene.
- Bei einer alternativen Ausführung sind die nebeneinander liegenden Heizgasrohre einer Rohrgruppe identisch gestaltet mit gleichen Krümmungsradien. Sie sind leicht zueinander versetzt angeordnet und teilweise geringfügig schräg gestellt, sodass sie sich nicht gegenseitig berühren.
- Der warme Heizgasstrom wird in einer Ausführung zu einem Heizgasverteiler geleitet, hier zur parallelen Durchströmung der Heizgasrohre auf deren Eintrittsquerschnitte aufgeteilt, das Heizgas gibt beim Durchströmen der Heizgasrohre seine Wärme an diese ab, wird im Heizgassammler wieder zusammengeführt und schließlich abgeleitet.
- Bei einer hierzu alternativen Ausführung sind die Heizgasrohrgruppen in Reihe geschaltet. Sie umfasst jeweils mehrere Heizgasverteiler und -sammler, die dann z. T. die Funktion einer Umlenkstation für das Heizgas aus einer Rohrgruppe in eine benachbarte Rohrgruppe erfüllen.
- Das Heizungs- oder Trinkwasser strömt durch den Wasserraum und kühlt die Heizgasrohre. Eine vorteilhafte Gestaltung des Wasserraums führt die Wasserströmung im Gegen strom zum Heizgas an den Heizgasrohren entlang und sorgt für eine effiziente Wärmeübertragung. Die U-förmige Wasserraumgestaltung kann durch eine Aussparung oder einen Verdrängungskörper im Wasserraum mittig vor der Gehäusevorderwand erfolgen.
- Im Wasserraum vor den Anschlussvorrichtungen der eintretenden und austretenden Wasserleitungen können Umlenk- oder Drosselvorrichtungen zur gleichmäßigen Verteilung und Zusammenführung des Heizungs- oder Trinkwasserstroms auf den gesamten Strömungsquerschnitt angeordnet sein. Im einfachsten Fall sind dies beispielsweise Prallbleche oder Lochbleche. Ferner können im Wasserraum und/oder in den Heizgasrohren Umlenk- und Verwirbelungselemente vorgesehen sein, die den Wasserstrom und/oder den Heizgas-Strom im Hinblick auf eine effiziente Wärmeübertragung umlenken und verwirbeln.
- Ebenfalls können die Heizgasrohre mit Oberflächen vergrößernden oder Turbulenz erzeugenden Strukturen oder Prägungen versehen sein und/oder einen dem Volumen der Heizgase angepassten, in Strömungsrichtung abnehmenden Querschnitt besitzen.
- Gegebenenfalls wird eine Schalldämpfung erforderlich sein, insbesondere um Strömungsgeräusche im Heizgasraum zu reduzieren. Entsprechende Schalldämpfer können vorteilhaft in und/oder an dem mindestens einen Heizgasverteiler und/oder mindestens einen Heizgassammler angeordnet sein.
- Wesentlicher Vorteil der Vorrichtung ist der kompakte und für Wartungs- und Reinigungsarbeiten leicht von vorn zugängliche Aufbau des Rohrbündelwärmetauschers. Auf einfache Weise wird eine effiziente Brennwertnutzung gewährleistet, wobei der Wärmetauscher in verschiedenen Konstellationen zum Wärmeerzeuger platziert werden kann, so z. B. auf, neben oder unter dem Wärmeerzeuger oder auch räumlich davon getrennt.
- Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Neuerung dar. Es zeigt:
-
1 : das Gehäuse eines Rohrbündelwärmetauschers ohne Deckel in perspektivischer Ansicht, -
2 : einen Rohrbündelwärmetauscher nach1 mit angeschlossenen Bauteilen, -
3 : einen Schnitt durch einen Rohrbündelwärmetauscher nach1 mit Heizgasrohren verschiedener Krümmungsradien, und -
4 : einen auf einem Heizkessel platzierten nachgeschalteten Rohrbündelwärmetauscher. - Der Rohrbündelwärmetauscher in
1 besteht aus einem Gehäuse1 (hier ohne Deckel dargestellt) aus Stahlblech, welches einen Wasserraum2 einschließt. Im Wasserraum2 mittig vor der Gehäusevorderwand3 befindet sich eine zylinderförmige Aussparung4 , die dem Wasserraum2 seine etwa U-förmige Gestalt gibt. Durch das Gehäuse1 und durch den Wasserraum2 wird der Heizgasraum5 geführt, der mehrere U-förmige Heizgasrohre6 umfasst. Diese Heizgasrohre6 münden auf der Gehäusevorderwand3 an den Heizgasrohr-Einmündungen61 und Heizgasrohr-Ausmündungen62 ein und aus. -
2 zeigt vor den Heizgasrohr-Einmündungen61 einen Heizgasverteiler7 , vor den Heizgasrohr-Ausmündungen62 ist ein Heizgassammler8 angeschlossen. Sie sorgen für eine Aufteilung des Heizgases auf die Heizgasrohre6 . Die heißen Heizgase strömen durch den Heizgasverteiler7 in die U-förmigen Heizgasrohre6 und geben ihre Wärme an diese ab. Abgekühlt verlassen sie das Rohrbündel über den Heizgassammler8 . Anfallendes Kondenswasser wird am Heizgassammler8 über einen Siphon9 abgeleitet. Das kalte Heizungswasser (oder Trinkwasser) tritt über einen Rücklaufanschluss10 (Kaltwassereinlauf) in den Wasserraum2 ein und erwärmt sich durch Kontakt zu den Heizgasrohren6 . Warm tritt das Heizungswasser (Trinkwasser) über den Vorlaufanschluss11 (Warmwasserauslauf) aus dem Wasserraum2 aus. Dem Wasser ist von einer (nicht dargestellten) Umwälzpumpe oder einem in der Leitung gegebenen Anschlussdruck das nötige Druckgefälle für seine Förderung aufgeprägt. Die Heizgase werden von einem (nicht dargestellten) Gebläse gefördert. -
3 zeigt im Schnitt die Heizgasrohre6 mit verschiedenen Krümmungsradien konzentrisch zu einem gemeinsamen Krümmungsmittelpunkt. - In
4 ist der Rohrbündelwärmetauscher als nachgeschalteter Brennwertwärmetauscher auf einem Heizkessel platziert. Strömungsabwärts des Heizgassammlers8 ist ein Abgasrohranschlussteil12 dargestellt.
Claims (10)
- Rohrbündelwärmetauscher, insbesondere für die Wärmeübertragung von Heizgas auf Heizungswasser oder Trinkwasser, wobei der Rohrbündelwärmetauscher einen von einem Heizungswasserstrom oder Trinkwasserstrom durchströmbaren Wasserraum (
2 ) und einen von einem Heizgasstrom durchströmbaren Heizgasraum (5 ) aufweist, mit • einem den Wasserraum (2 ) bildenden Gehäuse (1 ), • im Gehäuse (1 ) angeordneten, parallel und/oder seriell durchströmbaren, Heizgas führenden, den Heizgasraum (5 ) bildenden Heizgasrohren (6 ), • mindestens einem Heizgasverteiler (7 ) und mindestens einem Heizgassammler (8 ), in denen die Eintritts- und Austrittsquerschnitte (61 ,62 ) der Heizgasrohre (6 ) münden, und die Anschlussvorrichtungen für eine Heizgaszuführung und eine Heizgasableitung aufweisen, und • Kondenswasser ableitenden Einrichtungen (9 ) an dem mindestens einen Heizgassammler (8 ), dadurch gekennzeichnet, dass • der Wasserraum (2 ) eine in etwa U-förmige Gestalt aufweist, • die Heizgasrohre (6 ) U-förmig gebogen sind und dem U-förmigen Verlauf des Wasserraums (2 ) folgen, und • das Gehäuse (1 ) Anschlussvorrichtungen auf einer Gehäusevorderwand aufweist für den mindestens einen Heizgasverteiler (7 ), den mindestens einen Heizgassammler (8 ) sowie für die Leitungen (10 ,11 ) des eintretenden und austretenden Heizungs- oder Trinkwasserstroms. - Rohrbündelwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizgasrohre (
6 ) eine stromabwärts abschüssige Neigung von etwa 2–5° zur Horizontalen aufweisen. - Rohrbündelwärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die den Heizgasraum (
5 ) bildenden Heizgasrohre (6 ) matrixartig in einer Krümmungsebene nebeneinander und in verschiedenen Ebenen übereinander angeordnet sind, wobei die nebeneinander angeordneten Heizgasrohre (6 ) verschiedene Krümmungsradien aufweisen. - Rohrbündelwärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die nebeneinander angeordneten Heizgasrohre (
6 ) gleiche Krümmungsradien aufweisen und durch ihren teilweisen Versatz in vertikaler Richtung und/oder ihre teilweise geringfügige Schrägstellung zur vertikalen Achse ein kompaktes Rohrbündel bilden. - Rohrbündelwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser im Gegenstrom zum Heizgas geführt wird.
- Rohrbündelwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch im Wasserraum (
2 ) angeordnete Umlenkvorrichtungen zur gleichmäßigen Verteilung und Zusammenführung des Heizungs- oder Trinkwasserstroms auf den gesamten Strömungsquerschnitt. - Rohrbündelwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch Umlenk- und Verwirbelungselemente im Wasserraum (
2 ) und/oder im Heizgasraum (5 ). - Rohrbündelwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Wasserraum (
2 ) mittig vor der Gehäusevorderwand (3 ) angeordneter Verdrängungskörper oder eine Aussparung (4 ) im Gehäuse (1 ) die das Wasser führende U-Form erzeugt. - Rohrbündelwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in und/oder an dem mindestens einen Heizgasverteiler (
7 ) und/oder mindestens einen Heizgassammler (8 ) schallabsorbierende Vorrichtungen angeordnet sind. - Rohrbündelwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizgasrohre (
6 ) mit Oberflächen vergrößernden oder Turbulenz erzeugenden Strukturen oder Prägungen versehen sind und/oder einen dem Volumen der Heizgase angepassten, in Strömungsrichtung abnehmenden Querschnitt aufweisen.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202007017403U DE202007017403U1 (de) | 2007-12-14 | 2007-12-14 | Rohrbündelwärmetauscher |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202007017403U DE202007017403U1 (de) | 2007-12-14 | 2007-12-14 | Rohrbündelwärmetauscher |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE202007017403U1 true DE202007017403U1 (de) | 2009-04-16 |
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ID=40561098
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE202007017403U Expired - Lifetime DE202007017403U1 (de) | 2007-12-14 | 2007-12-14 | Rohrbündelwärmetauscher |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE202007017403U1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102019215002A1 (de) * | 2019-09-30 | 2021-04-01 | Rd Estate Gmbh & Co. Kg | Dampferzeuger |
CN112651384A (zh) * | 2021-01-15 | 2021-04-13 | 芜湖美的厨卫电器制造有限公司 | 用于零冷水燃气热水器的方法、装置、存储介质及处理器 |
EP4134609A1 (de) | 2021-08-10 | 2023-02-15 | RD Estate GmbH & Co. KG | Dampferzeuger |
EP4273447A1 (de) | 2022-05-06 | 2023-11-08 | RD Estate GmbH & Co. KG | Dampferzeuger |
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2007
- 2007-12-14 DE DE202007017403U patent/DE202007017403U1/de not_active Expired - Lifetime
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WO2023213925A1 (de) | 2022-05-06 | 2023-11-09 | Rd Estate Gmbh & Co. Kg | Dampferzeuger |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 20090520 |
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R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20110309 |
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R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20140319 |
|
R086 | Non-binding declaration of licensing interest | ||
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years | ||
R071 | Expiry of right |