DE2239086A1 - Waermetauscher, insbesondere fuer durchlauferhitzer - Google Patents

Description

• Wärmetauscher, insbesondere für Durshlauferhitzer.
• Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere einen Wärmetauscher für Durchlauferhitzer, mit zwei voneinander unabhängigen Wasserkreisläufen, zu denen mindestens je eines von wenigstens zwei Durchlaufrohren gehört, die untereinander durch wärmeleitende Lamellen verbunden sind, die von den Abgasen einer in einer Brennkarmmer aufrechterhaltenen Flamme beaüfschlagt werden.
• Bei bekannten Wärmetauschern dieser Art ist die Wasserrohrführung so gehalten, daß zwei getrennte Wasserführungen angeschlossen werden können. So kann- z.B eine der in T!Jarmetauscher vorhandenen Wasserführungen an eine als Umlaufheizung ausgebildete Warmwasserzentralheizung angeschlossen werden, wo~hinsegen die zweite Wasserführung des Wärmetauschers an eine Nutzwasserleitung als Burbhlauferhitzer oder an einen Warmwasserboiler angeschlossen sein kann, der im UmlauSM oder Durchlaufverfahren betrieben wird. Bei bekannten Wärmetauschern dieser Art ist normalerweise in Strömungsrichtung der C-ase vor den Lamellen eine Brennkammer vorgesehen, in welcher eine Blaue aufrechterhalten wird In Strömungsrichtung hinter dem Wärmetauscher ist ein Abgassammelraum vorgesehen.
• Da es nicht möglich ist, die beiden .lasserkreisliufe genau gleich mit der Flammenlzärme zu beaufschlagen, können sich Schwierigkeiten dadurch ergeben, daß sich das von der Brennkamner weiter entfernt liegende Wasserrohr nicht ausreichend erwärmen kann. Im ungünstigsten Falle kann es bei Wasserdurchlauf im entfenter liegenden Wasserrohr und bei gleichzeitigem Wasserstillstand im brennkammerseitigen T.lasserrobr dazukommen, daß infolge der fehlenden Wärmeabfuhr das Wasser im brennkanmerseitigen Wasserrohr kocht und eine überhitzung eintritt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem ,Zärmetauscher der eingangs beschriebenen Art eine möglichst gleichmäßige Wärmeübertragung auf beide Wasserkreisläufe sicherzustellen.
• Hierzu ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die -Wärmeübergangsflächen an dem von der Brennkammerweiter entfernbliegenden Durchlaufrohr größer sind als die Wärmeübe Wärmeübergangsflächen an dem der Brennkammer naher liegenden Durchlaufrohr.
• Im allgemeinen werden bei Wärmetauschern die Abgase aus einer Brennkammer nach oben abgeführt, wobei de Abgase mehrere in vertikalen Ebenen verlaufende Lamellen bestreichen, die bis in unmittelbare Nähe eines den Wärmetauscher einschließenden Gehauses reichen und untereinander durch Zwischenrippen im Abstand voneinander gehalten sind. In diesem Falle kann zur Erzielung einer unterschiedlich großen Wärmeübergangsfläche in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, daß ein Teil der Zwischenrippen an der Durchtrittszone des der Brennkammer näherliegenden Durchlaufrohres eine Ausnehmung aufweist , die einen genügend großen, wärmedämmenden Luftspalt gegenüber dem der Brennkammer benachbarten Durchgangsrohr bildet. Unabhängig von einer derartigen Gestaltung der Zwischenrippen oder zusätzlich hierzu können wenigstens einige der Lamellen an der Durchtrittszone des der Brennkammer benachbarten Durchlaüfrohres einen Ausschnitt aufweisen, dessen Begrensungskanten Abstand von der nantelfläche des Durchläufrohres haben, wohingegen sie mit dem von der Brennkammer weiter entfernt liegenden Durchlaufroir wärmeleitend verbunden sind. Vorteilhaft können sowohl die Ausnehmungen in den Zwischenrippenals auch die Ausschnitte in den Lamellen durch Stanzen erzeugt sein. Die angestrebte, verstärkte W§rmezufuhr zu dem von der Brennkammer wetter entfernt liegenden Durchlaufrohr kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht werden, daf die an der lurchtrittszone des brennkammernahen Durchlaufrohres eine Ausnehmung aufweisenden Zwischenrippen über die Begrenzungskante der Lamellen hinweg in den Feuerraum bzw. die Breenkammer hineinragen.
• Vorteilhaft können diese Zwischenrippen an ihrem in die Brennkammer hineinragenden Endabschnitt in Längsrichtung einen Schlitz aufweisen, welcher bis zu dieser dem brennkammereahPen Durchlaufrohr gegenüberstehenden Ausnehmung reicht.
• Weitere Einzelheiten und zweckmäßige Auogestaltungen ergeben sich aus dem als Ausführungsbeispiel der Erfindung in der -Zeichnung dargestellten und nachstehend näher beschriebenen Doppelwärmetauscher.
• Es zeigen: Fig.1den Wärmetauscher mit vier paarweise in horizontalen und vertikalen Ebenen angeordneten Durchlaufrohren in einem Vertikalschnitt durch die Achse zweier übereinander angeordneter Durchlaufrohre, Fig.2 in einem nach der Linie A-B geführten Horizontalschnitt durch die oberen beiden Durchlaufrohre, Fig.3 einen nach der Linie C-1) in Fig. 1 geführten Horizontalschnitt durch die unteren beiden Durchlaufrohre und Fig. 4 einen nach der Linie E-F senkrecht zu den Durchlaufrohren geführten Vertikalschnitt.
• Der dargestellte Doppelwärmetauscher enthält in einem prismatischen Blechgehäuse 10 eine in der Gebrauchslage des Wärmetauschers unten liegende Brennkammer 11 und einen oberen Abgassammelraum 12. Von unten nach oben erstreckt sich eine Anzahl von Blechlamellen 13, die parallel zueinander in einer vertikalen Ebene angeordnet sind und wie aus den Schnittbildern nach Fig. 2 bis 4 erkennbar ist, bit zu den Seitenwänden 14 und 15 des Gehäuses 10 reichen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind alle Lamellen formgleich ausgebildet. Jeweils zsizei von ihnen werden durch eine von mehreren Zwischenrippen 16 bzw. 17 im Abstand voneinander gehalten.
• Quer durch das Gehäuse 10 und durch die Lamellen 13 sowie die Zwischenrippen 16 und 17 erstrecken sich insgesamt vier Durchlaufrohre 18, 19, 20 und 21. Diese sind jeweils paarweise in einer horizontalen und in einer vertikalen Ebene angeordnet. Die beiden Durchlaufrohre 20 und 21 liegen in einer gemeinsamen horizontalen Ebene und befinden sich näher an der Brennkammer 11 als die beiden oberen Durchlaufrohre 18 und 19, die zu einem gemeinsamen Wasserkreislauf gehören, welcher von dem anderen Wasserkreislauf der unteren beiden Durchlaufrohre 20 und 21 getrennt ist. Die beiden oberen Durchlaufrohre 18 und 19 sind mit sämtlichen Lamellen 13 und Zwischenrippen 16 und 17 wärmeleitend verbunden. Um trotz ihrer von der Brennkammer 11 weiter entfernten Lage an den oberen beiden Durchlaufrohren 18 und 19 die Übertragung einer gleichen 'rärmemenge wie auf die beiden unteren Dutchlaufrohre 20 und 21 sicherzusteilen, ind die Wärmeübc Ó¢angsfl.chen zu den oberen beiden Duchlaufrohren wesentlich größer ausgebildet1 die aJärmeübergangsflächen an den der Brennkammer Ii näherli.egenden Durchlaufrohren 20 und 21. Die Übergangsflächen an den unteren beiden Durchlaufrohren 20 und 21 betragen nur etwa 60 % der Wärmeübergangsflächen für die oberen beiden Durchlaufrohre 18 und 19.
• Um den Wärmeübergang zu den unteren beiden Durchlaufrohren 20 und 21 zu erschweren und dabei eine Wärmedämmung zu erzielen, ist b jede- zweite , abweichend von den Zwischen rippen 16 gestaltete Zwischenrippe 17; an ihrer Durobtrittszone für ihr zugehöriges Durchlaufrohr 20 bzw. 21 mit einer Ausnehmung 23 versehen, die einen genügend großen Luftspalt gegenüber diesen Durchlaufrohren ergibt. Zur erhöhten Wärmeaufnahme sind die Zwisebenrippen 17 im Gegensatz zu den mit der Unterkante 24 der Lamellen 13 abschließenden Zwischenrippen 16 an ihren unteren Endabschnitt 25 soweit verlängert, daß sie in die Brenntaemer 11 hineinstechen und dort vermehrt Warme aufzunehmen verlegen. An diesem verlängerten Endabschnitt weisen die Zwischenrippen außerdem einen Schlitz 26 auf, welcher bis zu der Ausnehmung 23 reicht. Hierdurch entsteht eine Wärmedämmung gegenüber den der Brennkaminer 11 benachbarten DurchlaufZrohren .20 und 21 und eine erhöhte Wärmeleitung zu den weiter entfernt liegenden Durchlaufrohren 18 und. 19.
• Beim dargestellten. Ausführungsbeispiel fehlt infolge der Ausnehmung 23 eine wärmeleitende Verbindung der Swischenrippen 17 mit dem unteren Durchlaufrohr 20, wie Fig. 4 zeigt. In gleicher Weise wie für dieses Durchlaufrohr 20 dargestellt kann jede zweite Zwischenrippe wie die bei 17 dargestellte ausgebildet sein und im Gegensatz zu den Zwischenrippen 16 keine wärmeleitende Verbindung zu, dem zweiten unteren Durchlaufrohs 21 haben. Eine solche Anordnung und Ausbildung der unterschiedlichen Zwischenrippen 16 und 17 ist dem in Fig. 3 dargestellten, nach der Linie a-D in Fig. 1 geführten Querschnitt zugrunde gelegt. Bei den dort dargestellten beiden unteren Durchlaufrohren 20 und 21 wechselt jeweils eine mit ihnen in wärmeleitender Verbindung stehende Zwischenrippe 16, die an ihrer Unterkante 24 mit den Lamellen 13 abschließt, mit einer aus Fig. 4 deutlich erkennbaren, gegenüber den unteren Durchlaufrohren wärme isolierten Zwischenrippe 17 ab.
• In Abwandlung des dargestellten Auführungsbeispeles kann zur Realisierung des eingangs beschriebenen Brfindungsgedankens die Anordnung so getroffen sein, daß an je ### zweitenden der in Längsrichtung der Durchlaufrohre aufeinander folgenden Lamellen 13 an den Durchtrittszonen von einem oder von beiden der unteren Durchlaufrohre 20 und 21 ein Ausschnitt 28 vorgesehen ist, dessen Begrenzungskanten mit Abstand von der Mantelfläche des zugehörigen Duschlaufrohres 20 bzw. 21 verlaufen. In diesem Felle kann es sich empfehlen, beiderseits einer mit einem ausschnitt 28 versehenen Lamelle je eine Zwischenrippe 17 der in Fig. 4 darstellten Art vorzusehen.
• Die oben angegebenen Maßnahmen erlauben ed,ur8n lärmeübergang zu dem bzw. den von der Brennkammer 11 weiter entfernt liegenden Durchlaufrohren 18 und 19 den für die jeweiligen Betriebsverhältnisse nangebenden Wärmebedarf zu befriedigen, ohne daß in einem der beiden Wasserkreisläufe das Wasser bis zum Kochen erhitzt wird.

Claims (6)

An sprüche

1. Wärnetauscher, insbesondere für Durchlauferhitzer, mit zwei voneinander hinsichtlicEit nahme der Wärmeträger unabhängigen asserkreislaufen, zu denen mindestens eines von wenigstens zwei Durchlaufrohren gehört, die untereinander durch wärmeleitende Lamellen verbunden sind, die von den Abgasen einer in einer Brennkammer aufrechterhaltenen Flamme beaufschlagt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeübergangs flächen an dem von der Brennkammer (11) entfernt liegenden'Durchlaufrohr (18, 19) größer sind als die Wärmeübergangsflächen an dem der Brennkammer näher liegenden Durchlaufrohr (20, 21)

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1 mit mehreren in vertikalen Ebenen verlaufenden Lamellen, die durch Zwischenrippen 1 Abstand voneinander gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil, vorzugsweise annähernd die Hälfte der Zwischenrippen (16, 17) an der Durchtrittszone des jeweiligen, der Brennkammer (11) benachbarten Durchlaufrohres (20, 21) eine Ausnehmung (23) aufweist, die einen genügend großen Luftspalt gegenüber dem der Brennkammer benachbarten Durchlaufrohr (20,21) aufweist.

3. Wäruietauscher och Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige der Lamellen (13) an ihrer Durchtrittszone des der Brennkammer benachbarten Durchlaufrohres (20, 21) einen Ausschnitt (28) aufweisen, dessen Begrenzungskanten Abstand von der Iiantelfläche des Durchlaufrohres (20, 21) haben.

4. Wärmetauscher nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (23) bzw. der Ausschnitt (28) durch Stanzen erzeugt ist.

5. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß diejeniger Zwischenrippen (17), die mit einer Ausnehmung (23) versehen sind, einen in den Feuerraum bzw. die Brennkammer (11) vorstehenden Endabschnitt (25) haben.

6. Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Brennkammer (11) vorstehenden Zwischenrippen (17) an ihrem Endabschnitt (25) einen in ihrer Längsrichtung sich erstreckenden Spalt oder Schlitz (26) aufweisen, der zu einem Ausschnitt (23) reicht, der ein der Brennkammer (11) benachbartes Durchlaufrohr (20, 21) mit Abstand umgibt.

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