DE202014008424U1 - Heat exchanger for a water heater and water heater - Google Patents
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Abstract
Wärmeübertrager (1) für einen Warmwasserbereiter, wobei der Wärmeübertrager (1) aus einem ersten Rohr (10) und einem zweiten Rohr (20) besteht, wobei das erste Rohr (10) und das zweite Rohr (20) parallel zueinander geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Rohr (10) wenigstens einen Aufnahmebereich (11) zur Aufnahme wenigstens eines Rohrendes (21) des zweiten Rohres (20) aufweist.Heat exchanger (1) for a water heater, wherein the heat exchanger (1) consists of a first tube (10) and a second tube (20), wherein the first tube (10) and the second tube (20) are connected in parallel, characterized characterized in that the first tube (10) has at least one receiving area (11) for receiving at least one tube end (21) of the second tube (20).
Description
Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager für einen Warmwasserbereiter, wobei der Wärmeübertrager wenigstens aus einem ersten Rohr und aus einem zweiten Rohr besteht, wobei das erste Rohr und das zweite Rohr parallel zueinander geschaltet sind. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Warmwasserbereiter.The invention relates to a heat exchanger for a water heater, wherein the heat exchanger consists of at least a first tube and a second tube, wherein the first tube and the second tube are connected in parallel. Furthermore, the invention relates to a water heater.
Wärmeübertrager für Warmwasserbereiter dienen der Erwärmung von Wasser. Hierzu wird der Wärmeübertrager von einem Wärmeträgermedium durchflossen, wobei Wärme vom Wärmeträgermedium an das Speicherwasser im Warmwasserbereiter abgegeben wird. Um die Wärmeübertragungsfläche zu vergrößern und dadurch die Wärmeübertragung zu verbessern, werden im Stand der Technik Wärmeübertrager, die als Doppelrohrschlange oder als Mehrfachrohrschlange ausgebildet sind, verwendet.Heat exchangers for water heaters serve to heat water. For this purpose, the heat exchanger is traversed by a heat transfer medium, wherein heat is released from the heat transfer medium to the storage water in the water heater. In order to increase the heat transfer area and thereby improve the heat transfer, in the prior art heat exchangers, which are designed as a double-tube coil or as a multi-tube coil, are used.
Beispielsweise zeigt die
In der
Im Bereich des Zulaufs und im Bereich des Ablaufs werden Verteil- bzw. Sammelrohre verwendet, um das Wärmeträgermedium auf die einzelnen Rohrschlangen zu verteilen bzw. die einzelnen Ströme des Wärmeträgermediums wieder zusammenzuführen.In the area of the inlet and in the region of the outlet distribution or manifolds are used to distribute the heat transfer medium to the individual coils or to merge the individual streams of the heat transfer medium again.
So zeigt die
Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeübertrager vorzusehen, bei dem insbesondere durch einen guten Druckverlustausgleich und eine gleichmäßige Verteilung der durch das erste und das zweite Rohr fließenden Volumenströme eine effiziente Warmwasserbereitung ermöglicht ist. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen entsprechenden Warmwasserbereiter vorzusehen.Based on the prior art, the invention has for its object to provide a heat exchanger in which an efficient hot water preparation is made possible in particular by a good pressure loss compensation and a uniform distribution of the flowing through the first and second pipe volume flows. Furthermore, the invention has for its object to provide a corresponding water heater.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is solved by the characterizing features of claim 1.
Danach weist das erste Rohr wenigstens einen Aufnahmebereich zur Aufnahme wenigstens eines Rohrendes des zweiten Rohres auf.Thereafter, the first tube has at least one receiving area for receiving at least one tube end of the second tube.
Die Erfindung betrifft den Gedanken, bei einem doppelten Wärmeübertrager mit einem ersten Rohr und einem zweiten Rohr die Rohre so zusammenzuführen, dass ein zusätzliches Sammelrohr nicht erforderlich ist. Durch die Verwendung zweier Rohre als Wärmeübertrager ist in Verbindung mit dem Verzicht auf ein Sammelrohr eine kompakte Bauform eines Wärmeübertragers bei einem gleichzeitigen effizienten Betrieb erreicht. Zudem ist die Anzahl der erforderlichen Schweißnähte reduziert, da nur dort Schweißnähte erforderlich sind, wo das zweite Rohr in das erste Rohr einmündet. Auf Schweißnähte, die beim Einschweißen des ersten und des zweiten Rohres in ein Sammelrohr notwendig wären, kann somit verzichtet werden. Ebenso entfallen zusätzliche Dichtungen, die beispielweise an einem Rohrende des Sammelrohres erforderlich wären. Hierdurch sind die Montage und auch die Zuverlässigkeit des Wärmeübertragers verbessert.The invention relates to the idea to combine the tubes in a double heat exchanger with a first tube and a second tube so that an additional manifold is not required. The use of two tubes as heat exchangers, in conjunction with the omission of a manifold, a compact design of a heat exchanger is achieved with a simultaneous efficient operation. In addition, the number of required welds is reduced, since only there welds are required, where the second tube opens into the first tube. On welds that would be necessary when welding the first and second tube in a manifold, can thus be dispensed with. Likewise accounts for additional seals that would be required, for example, at a pipe end of the manifold. As a result, the assembly and the reliability of the heat exchanger are improved.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ragt das wenigstens eine Rohrende des zweiten Rohres mit einem Mündungsbereich wenigstens teilweise in den ersten Aufnahmebereich des ersten Rohres hinein. Hierdurch ist ein Druckabfall realisierbar, der zu einer guten Aufteilung der durch das erste Rohr und das zweite Rohr fließenden Volumenströme führt. Die Volumenströme verteilen sich dadurch proportional zur Wärmeübertragungsfläche gleichmäßig auf die beiden Rohre, was die Effizienz des Wärmeübertragers erhöht, da der Druckverlust bei beiden Rohren in etwa gleich ist.In an advantageous embodiment of the invention, the at least one tube end of the second tube projects with an opening region at least partially into the first receiving region of the first tube. In this way, a pressure drop can be realized, which leads to a good distribution of the flowing through the first pipe and the second pipe volume flows. The volume flows are therefore distributed in proportion to the heat transfer surface uniformly on the two tubes, which increases the efficiency of the heat exchanger, since the pressure drop is approximately the same for both tubes.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist der Mündungsbereich des zweiten Rohres eine Abschrägung auf. Dies bedeutet, dass ein erster Bereich des zweiten Rohres weiter in den Aufnahmebereich des ersten Rohres hineinragt als ein zweiter Bereich des zweiten Rohres.According to a further embodiment, the mouth region of the second tube has a chamfer. This means that a first region of the second tube projects further into the receiving region of the first tube than a second region of the second tube.
Vorzugsweise ist diese Abschrägung dadurch erreicht, dass der Winkel zwischen dem ersten Rohr und dem zweiten Rohr in etwa 90° beträgt und das Rohrende selbst abgeschrägt ist.Preferably, this chamfer is achieved in that the angle between the first tube and the second tube is approximately 90 ° and the tube end itself is chamfered.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Abschrägung dadurch erreicht, dass das Rohrende des zweiten Rohres gerade ist und das zweite Rohr leicht schräg in das erste Rohr einmündet, indem der Winkel zwischen dem ersten Rohr und dem zweiten Rohr kleiner als 90° oder größer als 90°, aber kleiner als 180° ist.In a further embodiment of the invention, the bevel is achieved in that the tube end of the second tube is straight and the second tube opens slightly obliquely into the first tube by the angle between the first tube and the second tube is less than 90 ° or greater than 90 °, but less than 180 °.
Vorzugsweise weist dabei eine Öffnungsfläche des zweiten Rohres zum Rohrende des ersten Rohres hin.In this case, an opening surface of the second tube preferably points towards the tube end of the first tube.
Durch die Abschrägung ist eine weitere positive Beeinflussung des Druckabfalls und damit eine Verbesserung der Effizienz des Wärmeübertragers erreicht.Due to the beveling, a further positive influence on the pressure drop and thus an improvement in the efficiency of the heat exchanger is achieved.
Vorzugsweise ist das erste Rohr und/oder das zweite Rohr wendelförmig ausgebildet, wobei eines der beiden Rohre innen und das andere Rohr außen angeordnet ist.Preferably, the first tube and / or the second tube is helical, wherein one of the two tubes is arranged inside and the other tube outside.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das erste Rohr mit dem Aufnahmebereich als Wendel ausgebildet und das zweite Rohr verläuft mit einem größeren Wendeldurchmesser um das erste Rohr herum, so dass das äußere Rohr in einen Aufnahmebereich des inneren Rohres mündet.In a preferred embodiment of the invention, the first tube is formed with the receiving area as a helix and the second tube extends with a larger helical diameter around the first tube, so that the outer tube opens into a receiving area of the inner tube.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch auch eine umgekehrte Anordnung möglich, indem das erste Rohr außen und das zweite Rohr innen verläuft.In a further embodiment of the invention, however, a reverse arrangement is possible by the first tube outside and the second tube inside.
Vorzugsweise weist das erste Rohr zumindest im Bereich des Aufnahmebereiches einen größeren Durchmesser auf als das zweite Rohr. Hierdurch ist erreicht, dass das zweite Rohr gut in dem Aufnahmebereich positioniert werden kann.Preferably, the first tube, at least in the region of the receiving area has a larger diameter than the second tube. This ensures that the second tube can be well positioned in the receiving area.
In einem Ausführungsbeispiel weisen das erste Rohr und das zweite Rohr einen runden Querschnitt auf. Damit das erste Rohr das zweite Rohr im Aufnahmebereich besser aufnehmen kann, weist das erste Rohr zumindest im Aufnahmebereich einen größeren Querschnitt auf als das zweite Rohr.In one embodiment, the first tube and the second tube have a round cross-section. So that the first tube can better accommodate the second tube in the receiving area, the first tube, at least in the receiving area, has a larger cross-section than the second tube.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen sowohl das erste Rohr als auch das zweite Rohr einen weitgehend ovalen Querschnitt auf. Dadurch ist eine platzsparende Bauweise des Wärmeübertragers erreicht, da die Rohrwendel mit einem ovalen Rohrquerschnitt bei einer gleichen Anzahl an Wendeln und einer gleichen Oberfläche eine geringere Bauhöhe aufweist als bei einer Wendel mit runden Rohrquerschnitten. Im Bereich des Aufnahmebereiches ist das erste Rohr dabei vorzugsweise aufgeweitet und weist vorzugsweise einen runden Querschnitt auf. Dies hat zum einen den Vorteil, dass das zweite Rohr besser am bzw. im Aufnahmebereich des ersten Rohres befestigt werden kann. Zum anderen ist das erste Rohr dadurch besser an Anschlusskomponenten des Warmwasserbereiters befestigbar.In an advantageous embodiment, both the first tube and the second tube have a substantially oval cross-section. As a result, a space-saving design of the heat exchanger is achieved because the coiled tubing with an oval tube cross section with an equal number of coils and a same surface has a lower height than a helix with round tube cross sections. In the region of the receiving region, the first tube is preferably widened and preferably has a round cross section. This has the advantage that the second tube can be better attached to or in the receiving area of the first tube. On the other hand, the first pipe is better attachable to the connection components of the water heater.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das erste Rohr insgesamt die gleiche Länge auf wie das zweite Rohr. Hierdurch ist eine gleichmäßige Aufteilung der Volumenströme und ein in etwa gleicher Druckverlust bei beiden Rohren erreicht. Vorzugsweise steigt dabei die Wendelung des äußeren Rohres steiler an als die des inneren Rohres.In a preferred embodiment, the first tube has the same overall length as the second tube. As a result, a uniform distribution of the volume flows and an approximately equal pressure loss is achieved in both tubes. Preferably, the spiraling of the outer tube increases steeper than that of the inner tube.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das erste Rohr zwei Aufnahmebereiche zur Aufnahme jeweils eines Rohrendes des zweiten Rohres. Damit ist sowohl am Einlauf als auch am Auslauf ein Sammelrohr nicht erforderlich.According to a further advantageous embodiment of the invention, the first tube has two receiving areas for receiving in each case a tube end of the second tube. Thus, a collecting pipe is not required both at the inlet and at the outlet.
Die vorstehende Aufgabe ist ebenfalls gelöst durch einen Warmwasserbereiter mit einem vorstehend beschriebenen Wärmeübertrager.The above object is also achieved by a water heater with a heat exchanger described above.
In der Zeichnung zeigtIn the drawing shows
In
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 0003209 A1 [0003] EP 0003209 A1 [0003]
- DE 3150470 A1 [0004] DE 3150470 A1 [0004]
- DE 3049526 C2 [0006] DE 3049526 C2 [0006]
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2014
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