DE3020755A1 - Electric continuous flow domestic water heater - has large bladed rotor forcing spray through cage supporting heating elements towards outlet - Google Patents

Abstract

The electric continuous flow water heater for domestic premises has a sealed housing (12) with a valve (16) controlling flow from a water supply connection (15) to spray jet behind a bladed rotor (20) inside the top. The finely divided water spray (18) is then heated by a set of heating rods (24) underneath. These are supported vertically by a number of perforated horizontal corrugated plates (26) with a circulating space (34) around them. The temperature at the supply and return connections is regulated by two thermostats (28,29) adjacent to these points. At the discharge point (14) can be located a circulating pump (27). The thermostats can be included in an electronic control circuit. The perforated sheets can be of copper, and a few centimeters apart. The blades of the motor can occupy nearly the full width of the casing.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen DurchlauferhitzerThe present invention relates to a water heater

für Strömungsmittel, insbesondere zu Heizungszwecken in Einfamilienhäusern und dergleichen.for fluids, especially for heating purposes in single-family houses and the same.

Normalerweise werden Durchlauferhitzer nicht im geschlossenen Strömungsmittelkreislauf eingesetzt, sondern vielmehr als Heißwasserbereiter bzw. Boiler mit üblichen Auslaufvorrichtungen zur raschen Warmwasserbereitung durch Gas oder elektrischen Strom verwendet. Derartige Durchlauferhitzer bzw. Heißwasserbereiter sind im Stand der Technik in den unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt; bei den elektrischen Modellen wird das Wasser an glühenden Heizstäben vorbeigefüiirt und Dabei erwärmt.Normally, instant water heaters are not in a closed fluid circuit used, but rather as a hot water heater or boiler with conventional outlet devices used for rapid water heating by gas or electricity. Such Flow heaters or hot water heaters are very different in the prior art Embodiments known; In the case of the electric models, the water gets glowing on Heating rods passed and warmed up.

Bei der normalen Warmwasserheizung hingegen wird mit im Kessel erwärmten Wasser gearbeitet, welches durch Rohrleitungen zu den entsprechenden Heizkörpern geführt wird, sich dabei durch Wärmeabgabe abkühlt und wieder erneut zum Kessel zurückkehrt, wo der Kreislauf von neuem beginnt. Die Anpassung der Heizleistung der Warmwasserheizung an den jeweiligen Wärmebedarf erfolgt dabei durch die Wahl entsprechender Vorlauftemperaturen.With normal hot water heating, however, the boiler is also heated Water worked, which through pipelines to the appropriate radiators is guided, cools down by giving off heat and then back to the boiler returns to where the cycle begins again. The adjustment of the heating power the hot water heating to the respective heat demand is made by the choice corresponding flow temperatures.

Nachteilig macht sich bei den bisher bekannten Erwärmungssystemen jedoch bemerkbar, daß ein Großteil der aufgewandten elektrischen Energie bei der Umwandlung in Wärmeenergie schlecht ausgenutzt wird und deshalb verlorengeht. Dieser Effekt tritt unabhängig davon auf, ob mit geschlossenem Kreislauf gearbeitet wird oder nicht.The previously known heating systems are disadvantageous However, it is noticeable that a large part of the electrical energy used in the Conversion into thermal energy is poorly used and is therefore lost. This The effect occurs regardless of whether a closed cycle is used or not.

Aufgrund der Verknappung fossiler Brennstoffe und der damit zusammenhängenden Kostensteigerung für Heizöl und auch elektrisciie Energie, muß helltzlltage möglichst deren Verschwendung vermieten werden, d.h. es gilt u.a. die elektrische Energie besser auszunutzen und Wärmeverluste generell zu vermeiden.Due to the scarcity of fossil fuels and related Increase in the cost of heating oil and also electrical energy, must be bright days if possible whose waste is rented out, i.e. electrical energy applies, among other things better use and generally avoid heat losses.

Ein weiterer Nachteil von heizungen in Einfamilienhäusern liegt z.B. darin, daß sie mit einem voluminösen Kessel arbeiten, der durch einen Clbrenner geheizt wird. Häufig werden dann durch das Arbeiten mit dem Heizöl auch Umweltverschmutzungen hervorgeruf en.Another disadvantage of heating in single-family houses is e.g. in the fact that they work with a voluminous boiler, which is powered by an oil burner is heated. Often, working with the heating oil also causes environmental pollution evoked.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Durchlauferhitzer für Strömungsmittel zu schaffen, der keine oder nur geringfügige Wärmeverluste aufweist, sondern unter Vermeidung der Nachteile des Standes der Technik bei kompakter Bauweise eine ausgezeichnete Leistung besitzt und sich auch im geschlossenen Kreislauf als Heizung in Einfamilienhäusern verwenden läßt.The present invention is therefore based on the object To create instantaneous water heaters for fluids that have little or no Has heat losses, but avoiding the disadvantages of the prior art with a compact design has excellent performance and is also in the closed Circuit can be used as heating in single-family homes.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß und grundsätzlich durch den im Anspruch 1 gekennzeichneten Durchlauferhitzer gelöst.The object is achieved according to the invention and in principle by the claim 1 marked water heater solved.

Von entscheidender Bedeutung ist das ergind:'rgsgemäße Merkmal des hermetisch isolierten Behälters. Auf diese Art und Weise wird verhindert, daß beliebige Wärmemengen an die Umgebung abgegeben werden. Über Vor- und Rücklaufkanäle, in denen ein Zulauf- bzw. Ablaufventil zur Steuerung angeordnet ist, wird das Strömungsmittel in den Behälter geführt. Entscheidend ist nun, daß das in den lQehäl ter eingetretene Strömtnsmittel feinstverteilt wird, d.h. es muß ein Strömungsmittelnebel gebildet werden, damit die erzeufrte W.$irme g1eich, tßig und vollständig in allen Bereichen aufgenommen werden kann. Diese Verteilung wird entweder durch einen Propeller, oder durch eine Sprühdüse erreicht, die an den Rücklaufkanal angrenzend angeordnet ist. Es ist dabei ebenfalls möglich, sowohl einen Propeller als auch eine Sprühdüse einzusetzen, um diese Feinstverteilung des Strömungsmittels siche@zustellen.The result is of decisive importance: hermetically insulated container. This prevents any Amounts of heat are given off to the environment. Via supply and return channels in which an inlet or outlet valve is arranged for control, the fluid led into the container. It is now decisive that what has entered the container Fluid is finely distributed, i.e. a fluid mist must be formed be so that the generated W. $ irme equal, active and complete in all areas can be included. This distribution is either through a propeller, or achieved by a spray nozzle which is arranged adjacent to the return channel. It is also possible to use both a propeller and a spray nozzle, to ensure this very fine distribution of the fluid.

Das übrige Innere des Isolationsbehälters ist von einer wabenartigen Struktur ausgefüllt, die aus Heizstäben und wärmeleitenden siebartigen Blechen besteht, welche in eng voneinander beabstandeten Schichten angeordnet sind. Die Heizstäbe sind mittels elektrischer Energie aufheizbar, beispielsweise auf eine Temperatur von 1200 C und können ihre Wärmeenergie auf das Wasser in Form eines Wärmeaustauschprinzips übertragen. Erfindungsgemäß wird hier also eine Struktur vorgeschlagen, die ein äußerst kleines Volumen besitzt, jedoch aber eine sehr große Oberflächenleistung aufweist. Der Strömungsmittelnebel kommt nun mit den derart aufgeheizten Stäben und Blechen in Kontakt und sinkt aufgrund der Schwerkraft zum Boden des Behälters, da die einzelnen Bleche in siebartiger Weise mit Durchlauföffnungen versehen sind. Am Boden des Behälters sammelt sich das Strcimungb dann an; während darüber der Strömungsmittelnebel zusammen mit der Luft kontinuierlich verwirbelt wird.The rest of the interior of the isolation container is honeycomb-like Filled structure, which consists of heating rods and heat-conducting sieve-like sheets, which are arranged in closely spaced layers. The heating rods are means electrical energy can be heated, for example a temperature of 1200 C and can use their heat energy on the water in the form of a Transfer the heat exchange principle. According to the invention, there is thus a structure here proposed which has an extremely small volume, but a very large one Has surface performance. The fluid mist now comes with the so heated rods and sheets in contact and sinks due to gravity to the Bottom of the container, as the individual sheets in a sieve-like manner with flow openings are provided. The stress then collects at the bottom of the container; while above that the fluid mist is continuously swirled together with the air will.

Ferner sind zur Steuerung der Vor- und Rücklauftemperaturen Thermostaten vorgesehen, die mit den Heizstäben verbunden sind und die WärmezuffShrung zum Wasser regeln. Je nach Wärmebedarf kan so über den Thermostat die gewünschte Vorlauf-Temperatur eingestellt werden.Thermostats are also used to control the flow and return temperatures provided, which are connected to the heating rods and the heat supply to the water rules. Depending on the heat demand, the desired flow temperature can be set via the thermostat can be set.

Der technische Fortschritt des erfindungsgemäß gestalteten Durchlauferhitzers ist einerseits darin zu sehen, daß kein Wärmeverlust wegen des hermetisch isolierten Behälters in Kauf genommen werden muß, und daß andererseits eine optimale Wärmeübertragung durch die Vernebelung des Strömungsmittels und die kompakte Schichtstruktur der siebartigen Bleche gewährleistet ist.The technical progress of the water heater designed according to the invention can be seen on the one hand in the fact that no heat loss due to the hermetically insulated Container must be accepted, and that on the other hand an optimal heat transfer due to the atomization of the fluid and the compact layer structure of the sieve-like sheets is guaranteed.

Alle Bereiche der Strömungsmittelerwärmung sind mittels des erfindungsgemäßen Durchlauferhitzers möglich, wobei das Wärmeübertragungssystem entsprechend der Oberflächengröße beliebig ausgelegt werden kann und bei kleinem Volumen trotzdem eine große Oberflächenleistung aufweist. Selbstverständlich richtet sich die Größe des Gerätes auch nach der Strömungsmitteldurchlaufsmenge und der geforderten Temperatur.All areas of fluid heating are by means of the invention Water heater possible, the heat transfer system according to the surface area can be designed as desired and with a small volume still a large surface performance having. Of course, the size of the device also depends on the flow rate of the fluid and the required temperature.

Weitere Vorteile und Merkmale gehen aus den Unteransprüchen hervor.Further advantages and features emerge from the subclaims.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben.The following is an embodiment of the present invention described in more detail in connection with the drawing.

Es zeigt: Fig. 1 eine Querschnittsansicht durch den erfindungsgemäßen Durchlauferhitzer für Strömungsmittel.It shows: FIG. 1 a cross-sectional view through the inventive Flow heater for fluids.

In Fig. 1 ist der erfindungsgemäße Durchlauferhitzer allgemein mit 10 bezeichnet. Er besitzt einen hermetisch isolierten Behälter 12, der aus Holz, Metall oder Kunststoff besteht und je nach Umgebungstemperatur isoliert und eine beliebige Form aufweisen kann. Im Behälter sind Vor- und Rücklaufkanäle vorgesehen, wobei der Vorlaufkanal 14 unten am Boden 30 des Behälters 12 und der Rücklaufkanal 15 mittig im oberen Bereich des Behälters 12 angeordnet ist. Im Rücklaufkanal 15 ist ein Zulaufventil 16, ebenso wie im Vorlaufkanal 14 ein Ablaufventil 17 angeordnet.In Fig. 1, the water heater according to the invention is generally with 10 designated. It has a hermetically insulated container 12 made of wood, Made of metal or plastic and, depending on the ambient temperature, insulated and a can have any shape. Flow and return channels are provided in the tank, wherein the flow channel 14 at the bottom 30 of the container 12 and the return channel 15 is arranged centrally in the upper region of the container 12. In the return channel 15 is an inlet valve 16, as well as a drain valve 17 in the flow channel 14.

Zur Verwirbelung des durch den Rücklaufkanal 15 eintretenden Strömungsmittels, beispielsweise Wasser, ist im oberen Bereich ein Propeller bzw. ein Flügelrad 20 angeordnet, das in unterschiedlichen Geschwindigkeiten gedreht werden kann. Hierdurch wird dann eine Verwirbelung von Strömungsmittel und Luft erzeugt, so daß ein sog. Nebel, welcher in der Figur punktartig angedeutet ist, im Inneren 18 des Behälters 12 entsteht. Zur Unterstützung ist hierzu ebenfalls eine Sprühdüse 22 in der Propeller mitte angeordnet. Ebenfalls ist im Rücklaufkanal 15 ein Thermostat 28 angeordnet, der mit den Heizstäben 24 über eine Leitung 32 verbunden ist.Unterhalb des Propellers 20 ist fast über die gesamte Breite des Behälters 12 eine netz- bzw. wabenartige Struktur angeordnet, die tus mehreren Schichten siebartiger Bleche 26 besteht, die in paralleler Weise übereinander angeordnet sind. Hierzu senkrecht verlaufen die Heizstäbe 24, von denen beispielsweise im vorliegenden Fall sieben abgebildet sind.To swirl the fluid entering through the return channel 15, for example water, there is a propeller or an impeller 20 in the upper area arranged that can be rotated at different speeds. Through this a turbulence of fluid and air is then generated, so that a so-called. Fog, which is indicated point-like in the figure, in the interior 18 of the container 12 is created. To support this, there is also a spray nozzle 22 in the propeller arranged in the middle. A thermostat 28 is also arranged in the return duct 15, which is connected to the heating rods 24 via a line 32. Below the propeller 20 is almost over the entire width of the container 12 a mesh or honeycomb-like Arranged structure that consists of several layers of sieve-like sheets 26, the are arranged in parallel one above the other. To this end, the run perpendicular Heating rods 24, of which, for example, seven are shown in the present case.

Im seitlichen Bereich grenzt diese Netz- bzw. Wabenheizstruktur nicht direkt an die Seitenwand 32 des Behälters 12 an, sondern es sind auf beiden Seiten Luf'tkanäle 34 vorgesehen, damit eine bessere Zirkulation bzw. Verwirbelung von Luft und Strömungsmittel erreicht werden kann. Am Boden 30 des Behälters 12 sammelt sich das durch die beheizten Stäbe erwärmte Strömungsmittel 11 an. Die Höhe des Strömungsmittelstandes kann dabei durch die entsprechende Zu- und Ablaufmenge reguliert werden. Ferner ist auch im unteren Bereich des Behälters im Strömungsmittel ein weiterer Thermostat 29 angeordnet, der die Temperatur des erwarmten trömungsmittels feststellt.This mesh or honeycomb heating structure does not border in the lateral area directly to the side wall 32 of the container 12, but there are on both sides Air ducts 34 are provided so that better circulation or swirling of Air and fluid can be reached. At the bottom 30 of the Container 12 collects the fluid heated by the heated rods 11 at. The height of the fluid level can be determined by the corresponding supply and flow rate can be regulated. It is also in the lower part of the container Another thermostat 29 is arranged in the fluid, which controls the temperature of the detects heated fluid.

Die Thermostate 28 und 29 sind dabei mit einer nicht gezeigten elektronischen Schaltung verbunden. Das erwärmte Strömungsmittel bzw. Wasser wird dann durch Unterdruck oder auch durch eine Umwälzpumpe 27 dem Kreislauf wieder zugeführt. Die Umwälzpumpe 27 ist im vorliegenden Fall direkt mit dem Vorlaufkanal 14 verbunden.The thermostats 28 and 29 are equipped with an electronic one, not shown Circuit connected. The heated fluid or water is then reduced by negative pressure or fed back into the circuit by a circulating pump 27. The circulation pump 27 is connected directly to the flow channel 14 in the present case.

Weitere Ausführungsformen sind denkbar.Further embodiments are conceivable.

Claims (13)

Durchlauferhitzer für Strömungsmittel Patentansprüche t;y Durchlauferhitzer für Strömungsmittel, insbesondere zu Heizungszwecken in Einfamilienhäusern und dergl., dadurch gekennzeichnet, daß ein hermetisch isolierter Behälter (12) mit Vor- und Rücklaufkanälen (14 bzw. 15) vorgesehen ist, in denen ein Zulauf- bzw. Ablaufventil (16 bzw. 17) angeordnet ist, wobei im Inneren (18) des Behälters ein Propeller (20) und/oder eine Sprühdüse (22) zur Peinstverteilung des Strömungsmittels an den Rücklaufkanal angrenzt, und daß unterhalb des Propellers bzw. der Düse eine Vielzahl von elektrisch beheizbaren Stäben (24) angeordnet ist, zwischen denen wärmeleitende siebartige Bleche (26) in mehreren Schichten verlaufen, und daß zwei Thermostaten (28,29) zur Steuerung der Vor- und Rücklauftemperaturen im Behälter vorgesehen sind. Instantaneous water heater for fluids Patent claims t; y instantaneous water heater for fluids, especially for heating purposes in single-family houses and the like., characterized in that a hermetically insulated container (12) with pre and Return channels (14 or 15) are provided in which an inlet or outlet valve (16 or 17) is arranged, with a propeller (20) inside (18) of the container and / or a spray nozzle (22) for Peinst distribution of the fluid to the return channel adjoins, and that below the propeller or the nozzle a plurality of electrical heatable rods (24) is arranged, between which thermally conductive sieve-like Sheets (26) run in several layers, and that two thermostats (28,29) for Control of the flow and return temperatures in the container are provided. 2. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (12) eine Holz-, Metall- oder Kunststoffisolierung umfaßt.2. Water heater according to claim 1, characterized in that the container (12) comprises wood, metal or plastic insulation. 3. Durchlauferhitzer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Strömungsmittel Wasser oder andere geeignete mehrwertige Alkohole, insbesondere Glycol oder Glycerin verwendet werden.3. Water heater according to claims 1 and 2, characterized in that that as a fluid water or other suitable polyhydric alcohols, in particular Glycol or glycerin can be used. 4. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Vorlaufkanal (1lot) eine Umwälzpumpe (27) angeschlossen ist. 4. Water heater according to claim 1, characterized in that a circulation pump (27) is connected to the flow channel (1lot). 5. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekev zeichnet, daß der eine Thermostat (28) im Mstlaufkanal (l¢ und der andere (29) am Boden (30) des Behälters (12) angeordnet ist.5. water heater according to claim 1, characterized in that gekev the one thermostat (28) in the Mstlaufkanal (l ¢ and the other (29) at the bottom (30) of the Container (12) is arranged. 6. Durchlauferhitzer nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Thermostate (28,29) mit einer elektronischen Schaltung verbunden sind.6. instantaneous water heater according to claims 1 and 5, characterized in that that the thermostats (28,29) are connected to an electronic circuit. 7. Durchlauferhitzer nach Anspruch- 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche (26) Kupfer umfassen.7. water heater according to claim 1, characterized in that the sheets (26) comprise copper. 8. Durchlauferhitzer nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche (26) gewellt sind.8. instantaneous water heater according to claims 1 and 7, characterized in that that the sheets (26) are corrugated. 9. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche (26) wenige Zentimeter voneinander beabstandet sind.9. instantaneous water heater according to claim 1, 7 and 8, characterized in that that the metal sheets (26) are spaced a few centimeters apart. 10. Durchlauleinitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügelbreite des Propellers (20) annähernd der Breite des Behälters (12) entspricht.10. Durchlauleinitzer according to claim 1, characterized in that the blade width of the propeller (20) corresponds approximately to the width of the container (12). 11. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Seitenwänden (32) des Behälters (12) im Inneren Luftkanäle (34) vorgesehen sind.11. Water heater according to claim 1, characterized in that on the side walls (32) of the container (12) in the interior air channels (34) are provided are. 12. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein geschlossener Strömungsmittelkreislauf vorgesehen wird.12. Water heater according to claim 1, characterized in that a closed fluid circuit is provided. 13. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Wasser als Strömungsmittel ein Auslauf, gegebenenfalls in Form eines Wasserhahnes, vorgesehen ist.13. Water heater according to claim 1, characterized in that if water is used as the fluid, an outlet, possibly in the form of an outlet a faucet is provided.