DE9406423U1 - Heating insert of an electric instantaneous water heater - Google Patents

Description

Beschrei bungDescription

Heizeinsatz eines elektrischen DurchlauferhitzersHeating insert of an electric instantaneous water heater

Die Erfindung betrifft einen Heizeinsatz eines elektrischen Durchlauferhitzers mit einem metallischen Außenrohr und einem einseitig geschlossenen metallischen Innenrohr, zwischen denen ein Raum gebildet ist, der von dem zu erwärmenden Medium durchflossen wird, und in welchem ein Heizkörper angeordnet ist.The invention relates to a heating insert of an electric flow heater with a metallic outer tube and a metallic inner tube closed on one side, between which a space is formed through which the medium to be heated flows and in which a heating element is arranged.

Ein solcher Heizeinsatz ist in der DE-OS 22 35 487 gezeigt und beschrieben. Hier dient der rohrfÖrmige Heizkörper neben seiner Heizaufgabe dazu, dem zu erwärmenden Medium, nämlich Luft oder Flüssigkeit eine Strömungsrichtung zu geben, d.h. hier wird dafür gesorgt, daß das zu beheizende Medium möglichst lange mit dem mit relativ hoher Oberflächenbelastung behafteten Heizkörper in Verbindung steht.Such a heating insert is shown and described in DE-OS 22 35 487. In addition to its heating function, the tubular heating element also serves to give the medium to be heated, namely air or liquid, a flow direction, i.e. it ensures that the medium to be heated is in contact with the heating element, which has a relatively high surface load, for as long as possible.

Rohrheizkörper, die mit zu erwärmendem Wasser in Verbindung kommen, verkalken nach relativ kurzer Zeit, wodurch die Wärmeableitung verschlechtert wird und so Schäden am Heizkörper herbeigeführt werden.Tubular radiators that come into contact with water that needs to be heated become calcified after a relatively short time, which impairs heat dissipation and thus causes damage to the radiator.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Heizeinsatz zu schaffen, der besonders günstig im Hinblick auf Kalkausfall beschaffen ist, und der sich außerdem mit modernen Fertigungsmethoden herstellen und weiterverarbeiten läßt. Dies erreicht die Erfindung bei einem Heizeinsatz, der mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs ausgestattet ist in Verbindung mit den in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen.The invention is based on the object of creating a heating insert that is particularly favorable with regard to limescale precipitation and that can also be manufactured and further processed using modern production methods. The invention achieves this with a heating insert that is equipped with the characterizing features of the main claim in conjunction with the measures listed in the subclaims.

Mit der Erfindung ist ein Heizeinsatz geschaffen, bei dem durch den innenliegenden, einseitig geschlossenenThe invention provides a heating insert in which through the internal, one-sidedly closed

Rohrkörper auch eine relativ hohe Strömungsgeschwindigkeit des Wassers erreicht wird, so daß ein inniger Kontakt zwischen dem Wasser und den das Wasser aufheizenden Heizkörpern entsteht. Dadurch, daß die Heizkörper als FoLienheizelemente ausgebildet sind, ist es möglich, diese mit extrem geringer spezifischer Oberflächenbelastung auszulegen, so daß es an keiner Stelle zu partiellen Überhitzungen kommt, und somit Ausfällungen von Kalk wirksam begegnet wird.A relatively high flow rate of the water is achieved through the tubular body, so that there is close contact between the water and the radiators that heat the water. Because the radiators are designed as foil heating elements, it is possible to design them with an extremely low specific surface load, so that there is no partial overheating at any point, and limescale deposits are effectively counteracted.

Eine besonders vorteilhafte Maßnahme der elektrischen Isolierung zwischen der Heizfolie und den zu erwärmenden metallischen Körpern besteht in der Anordnung einer Metalloxydschicht, die bekanntlich die Wärme besonders gut leitet. Gleichermaßen günstig wirkt sich TEFLON als Isolationsmittel aus, dessen Anwendung fertigungstechnisch ausgerei ft ist.A particularly advantageous measure for electrical insulation between the heating foil and the metal bodies to be heated is the arrangement of a metal oxide layer, which is known to conduct heat particularly well. TEFLON is equally beneficial as an insulating material, and its use is well-developed in terms of production technology.

Der Wärmeübergang von der Heizfolie zur zu beheizenden Fläche der Rohre ist durch diese Maßnahme an sich optimal gelöst. Um hier einen Wärmestau durch nicht dicht an den zu beheizenden Körpern anliegende Heizfolie zu vermeiden, ist weiter vorgesehen, auf die Heizfolie einen Druck auszuüben, was beispielsweise in Form geschlitzter Rohre, die unter Vorspannung stehen, und die über oder unter die Heizfolien geschoben sind, geschehen kann. Denkbar wäre aber auch, den Innenraum sowie den Raum, der sich zwischen den außenliegenden Heizfolien und einer äußeren metallischen Umhüllung befindet, mit unter Druck geschäumtem Polyurethan-Schaum auszufüllen, der dann einen entsprechenden Druck auf die Heizfolien ausübt. Neben dieser Druckwirkung werden die Heizfolien gleichzeitig thermisch hervorragend isoliert.The heat transfer from the heating foil to the surface of the pipes to be heated is optimally solved by this measure. In order to avoid heat build-up due to the heating foil not being tightly fitted to the bodies to be heated, it is also planned to exert pressure on the heating foil, which can be done, for example, in the form of slotted pipes that are pre-stressed and pushed over or under the heating foils. It would also be conceivable to fill the interior and the space between the external heating foils and an external metal casing with polyurethane foam foamed under pressure, which then exerts a corresponding pressure on the heating foils. In addition to this pressure effect, the heating foils are also excellently thermally insulated.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise erläutert werden.The invention will be explained using the drawing as an example.

Die einzige Figur zeigt einen Heizeinsatz eines elektrischen Durchlauferhitzers, der in einem nicht näher gezeigten Gehäuse angeordnet ist. Ebenfalls nicht gezeigt sind die für einen Durchlauferhitzer notwendigen Schalt- und Regelungselemente wie Differenzdruckschalter, Temperatrregler bzw. -begrenzer sowie alle sonstigen Elemente, die notwendig, aber dem Durchschnittsfachmann bekannt sind.The only figure shows a heating element of an electric instantaneous water heater, which is arranged in a housing not shown in detail. Also not shown are the switching and control elements required for an instantaneous water heater, such as differential pressure switches, temperature controllers or limiters, as well as all other elements that are necessary but known to the average person skilled in the art.

Der Heizeinsatz selbst besteht aus einem Innenrohr 1, das oben durch eine Kappe 2, die mit dem Innenrohr 1 verlötet ist, abgeschlossen ist. Das Innenrohr 1 ist unten offen, wobei durch diese Öffnung die zum Verdrahten der Heizfolien notwendigen Anschlußleitungen geführt sind. Das Innenrohr 1 weist oben einen verlängerten Abschnitt 3 auf, in dem Löcher 4 angeordnet sind, durch die das zu erwärmende Wasser nach oben in einen Ablauf 5 strömen kann. Das Innenrohr 1 ist mit Abstand von einem Außenrohr 6 umgeben, das oben und unten von einem Flansch 7 bzw. 8 abgeschlossen ist. Der Flansch 8 weist eine Öffnung 8a auf, durch die die Anschlußleitungen der Heizfolien geführt sind. Flüssigkeitsdichtigkeit nach außen wird dadurch herbeigeführt, daß das Außenrohr 6 unter Zwischenlage von O-Ring-Dichtungen 9 und 10 um die Kanten der Flansche 7 und 8 herumgebördelt ist. Diese Technik ist ebenfalls bekannt und bedarf daher sicherlich keiner weiteren Erklärung.The heating insert itself consists of an inner tube 1, which is closed at the top by a cap 2, which is soldered to the inner tube 1. The inner tube 1 is open at the bottom, and the connecting lines required for wiring the heating foils are led through this opening. The inner tube 1 has an extended section 3 at the top, in which holes 4 are arranged, through which the water to be heated can flow upwards into a drain 5. The inner tube 1 is surrounded at a distance by an outer tube 6, which is closed at the top and bottom by a flange 7 or 8. The flange 8 has an opening 8a, through which the connecting lines of the heating foils are led. Liquid-tightness to the outside is achieved by the fact that the outer tube 6 is flanged around the edges of the flanges 7 and 8 with O-ring seals 9 and 10 in between. This technique is also well known and therefore certainly requires no further explanation.

Außen ist der Heizeinsatz von einem Gehäuse 11 umschlossen. Auf der Innenseite des Innenrohres 1 sind flächenhafte Heizfolien 12, 13 und 14 angeordnet. Kontaktfahnen mit Schraubanschlüssen erlauben eine elektrische Verbindung mit dem elektrischen Versorgungsnetz, selbstverständlich unter Zwischenschaltung der bereits oben erwähnten bekannten Schaltelemente.The heating insert is enclosed on the outside by a housing 11. On the inside of the inner tube 1, flat heating foils 12, 13 and 14 are arranged. Contact lugs with screw connections allow an electrical connection to the electrical supply network, of course with the interposition of the known switching elements already mentioned above.

Heizfolien 15, 16 und 17 sind analog zu den innenliegenden Heizfolien 12, 13 und 14 auf die Außenwandung des Außenrohres 6 aufgebracht, wobei selbstverständlich vor demHeating foils 15, 16 and 17 are applied to the outer wall of the outer tube 6 in the same way as the internal heating foils 12, 13 and 14, whereby of course

Aufbringen dieser und auch der innenliegenden Heizfolien eine elektrische Isolation auf die jeweils zu beheizenden Flächen aufgebracht werden muß. Hierzu eignet sich eine Metalloxydschicht, die aus der DE-OS 16 90 677 als elektrische Isolierschicht grundsätzlich bekannt ist. Nicht weniger gut eignet sich TEFLON, das als Isolator aus der Haus- und Küchentechnik hinreichend bekannt ist.When applying these and the internal heating foils, electrical insulation must be applied to the surfaces to be heated. A metal oxide layer is suitable for this, which is generally known from DE-OS 16 90 677 as an electrical insulating layer. TEFLON, which is well known as an insulator in household and kitchen technology, is no less suitable.

Damit die relativ instabilen Heizfolien ihre Wärme ohne Wärmestau abgeben können, müssen diese an die zu beheizenden Flächen gepreßt werden. Hierzu dienen entweder federnde rohrförmige Elemente, die entweder von außen auf die außenliegenden Heizfolien oder von innen auf die innenliegenden Heizfolien einen Preßdruck in Richtung der zu beheizenden Flächen ausüben. Denkbar wäre aber auch das Verwenden von unter Druck aufgeschäumtem Polyurethan, womit gleichzeitig noch eine gute Isolation erreicht wäre.In order for the relatively unstable heating foils to be able to give off their heat without heat build-up, they must be pressed against the surfaces to be heated. This is done using either springy tubular elements that exert pressure either from the outside on the external heating foils or from the inside on the internal heating foils in the direction of the surfaces to be heated. It would also be conceivable to use polyurethane foamed under pressure, which would also provide good insulation at the same time.

Sämtliche Fertigungstechniken lassen sich nahezu automatisch durchführen, so daß ein solcher Heizeinsatz, sollte er einmal defektgehen, ohne Bedenken und ohne besonders hohe Kosten gegen einen neuen ausgetauscht werden kann. Mit insgesamt sechs Heizkörpern lassen sich die unterschiedlichsten elektrischen Schaltungen, nämlich Stern oder Dreieck und/oder auch Gemischtschaltungsweise verwenden. Es ist auch möglich, z.B. den kaItwassernahen Heizfolien eine größere spezifische Heizleistung zuzuordnen, um die Belastung der Heizfolien dem sich erwärmenden Wassers anzupassen.All manufacturing techniques can be carried out almost automatically, so that if such a heating element breaks down, it can be replaced with a new one without any concerns and without particularly high costs. With a total of six heating elements, a wide variety of electrical circuits can be used, namely star or delta and/or mixed circuits. It is also possible, for example, to assign a higher specific heating output to the heating foils near the cold water in order to adapt the load on the heating foils to the heating water.

Der Heizeinsatz weist unten einen seitlich in die Heizkammer einmündenden Kaltwasseranschluß 18 und oben etwa mittig einen Warmwasserablauf 5 auf. Der Warmwasserablauf 5 führt zu einem geräteseitigen Auslauf-Anschluß, während vor dem Kaltwasserzulauf bekannte Mittel wie Differenzdruckschalter, Durchflußmengenstabilisator, Schmutzsiebe etc. angeordnet sind.The heating insert has a cold water connection 18 at the bottom that opens into the heating chamber at the side and a hot water outlet 5 at the top approximately in the middle. The hot water outlet 5 leads to an outlet connection on the device side, while known means such as differential pressure switches, flow rate stabilizers, dirt filters, etc. are arranged in front of the cold water inlet.

Claims (7)

Ansprüche Heizeinsatz eines eLektrischen DurchLauferhitzersRequirements Heating insert of an electric flow heater 1. Heizeinsatz eines eLektrischen DurchLauferhitzers mit einem metaLLischen Außenrohr und einem einseitig geschlossenen metaLLischen Innenrohr, zwischen denen ein Raum gebiLdet ist, der von dem zu erwärmenden Medium durchfLossen wird, und in weLchem ein Heizkörper angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß unter ZwischenLage eLektrisch isoLierender MitteL auf der Außenseite des Außenrohres(6) und gegebenenfaLLs auf der Innenseite des InnenrohresCI), nahezu die gesamte FLäche überdeckend, FoLienheizkörper(12,13,14 bzw. 15,16,17) aufgebracht sind.1. Heating insert of an electric instantaneous water heater with a metallic outer tube and a metallic inner tube closed on one side, between which a space is formed through which the medium to be heated flows and in which a heating element is arranged, characterized in that foil heating elements (12, 13, 14 or 15, 16, 17) are applied with an interposition of electrically insulating means on the outside of the outer tube (6) and optionally on the inside of the inner tube (CI), covering almost the entire surface. 2. Heizeinsatz eines eLektrischen DurchLauferhitzers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die FoLienheizkörper(12,13,14 bzw. 15,16,17) eine geringe spezifische HeizLeistung, in jedem FaLL aber eine sehr gLeichmäßige VerteiLung über die zu beheizende FLäche aufwe i sen.2. Heating insert of an electric flow heater according to Claim 1, characterized in that the foil heating elements (12, 13, 14 or 15, 16, 17) have a low specific heating output, but in any case a very even distribution over the surface to be heated. 3. Heizeinsatz eines eLektrischen DurchLauferhitzers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aLs eLektrisches IsoLiermitteL eine MetaLLoxydschicht dient, die auf die zu beheizende OberfLäche in an sich bekannter Weise aufgebracht ist.3. Heating insert of an electric flow heater according to Claim 1, characterized in that a metal oxide layer serves as the electrical insulating agent, which is applied to the surface to be heated in a manner known per se. 4. Heizeinsatz eines eLektrischen DurchLauferhitzers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die FoLienheizkörper(12,13,14 bzw. 15,16,17) durch zusätzLiche MitteL gegen die zu beheizende OberfLäche gepreßt werden.4. Heating insert of an electric flow heater according to Claim 1, characterized in that the foil heating elements (12, 13, 14 or 15, 16, 17) are pressed against the surface to be heated by additional means. 5. Heizeinsatz eines eLektrischen DurchLauferhitzers nach5. Heating insert of an electric flow heater according to Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß aLs zusätzLiche MitteL unter Druck aufgeschäumtes PoLyurethan oder geschLitzte, federnde RohreLemente verwendet werden.Claim 1, characterized in that polyurethane foamed under pressure or slotted, resilient tubular elements are used as additional means. 6. Heizeinsatz eines eLektrischen DurchLauferhitzers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sowohL die innenLiegenden aLs auch die außenLiegenden FoLienheizkörper(12,13,14 bzw. 15,16,17) von einer Wärmedämmung abgedeckt sind.6. Heating insert of an electric instantaneous water heater according to one of the preceding claims, characterized in that both the internal and the external foil heating elements (12, 13, 14 or 15, 16, 17) are covered by thermal insulation. 7. Heizeinsatz eines eLektrischen DurchLauferhitzers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizeinsatz von einem äußeren Gehäuse(11) umschLossen ist.7. Heating insert of an electric flow heater according to claim 1, characterized in that the heating insert is enclosed by an outer housing (11).