AT396176B - HEAT EXCHANGER FOR A WATER HEATER - Google Patents
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- F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
- F24H1/22—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
- F24H1/38—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water contained in separate elements, e.g. radiator-type element
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
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Description
AT396 176 BAT396 176 B
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher für einen Wasserheizer zur Erwärmung von Wasser mittels Abgasen eines Brenners mit einer Anzahl von Gliedern, über deren Außenseiten Abgas des Brenners geführt ist und die von einer Anzahl wasserführender Kanäle durchsetzt sind, wobei die wasserführenden Kanäle in einer Schar parallel verlaufend ausgebildet sind und je an einander gegenüberliegenden Enden in Sam-S melkanäle münden. Solche Wärmetauscher sind als sogenannte Gliedeikessel-Wärmetauscher im Kesselbau allge mein bekanntgeworden. Normalerweise bestehen solche Kesselglieder aus Gußelementen, so daß jedes Kesselglied in einer gesonderten Form gegossen werden muß.The present invention relates to a heat exchanger for a water heater for heating water by means of exhaust gases from a burner with a number of links, on the outer sides of which exhaust gas from the burner is guided and through which a number of water-carrying channels are penetrated, the water-carrying channels in a group are designed to run in parallel and each end in opposite Sam channels. Such heat exchangers have become generally known as so-called sectional boiler heat exchangers in boiler construction. Such boiler members normally consist of cast elements, so that each boiler member must be cast in a separate form.
Es besteht die Aufgabe, die Herstellung solcher Gliederkessel zu vereinfachen und möglichst Gußteile zu vermeiden. 10 Aus der CH-PS 590 442 und mehreren anderen Entgegenhaltungen sind Radiatoren oder Konvektorcn bekanntgeworden, die einen Wärmetauscheikörper aufweisen, in dem, ausgehend von einem oben und unten liegenden Sammelkanal, Wasser und Luft in getrennten Kanälen im Gegenstrom zueinander in senkrechter Richtung strömen.The task is to simplify the manufacture of such sectional boilers and to avoid castings if possible. 10 From CH-PS 590 442 and several other documents, radiators or convectors have become known which have a heat exchange body in which, starting from an upward and downward collection channel, water and air flow in separate channels in countercurrent to one another in a perpendicular direction.
Diese Bauprinzipien sind nicht auf Wärmetauscher für Wasserheizer übertragbar, es ergibt sich auch nicht der 15 Effekt, daß von 2 oder 3 Profilen zur Herstellung der Wäremtauscherglieder Stücke lediglich abgelängt und zusammengesteckt werden müssen.These construction principles are not transferable to heat exchangers for water heaters, and there is also no effect that pieces of 2 or 3 profiles for the production of the heat exchanger members only have to be cut to length and put together.
Die Aufgabe wird bei einem Wärmetauscher der eingangs näher bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jedes Kesselglied aus einem Wandungselement und einem Sammlerelement besteht, wobei das Wandungselement außenseitig profiliert und dem Abgas ausgesetzt ist, während dessen Innenraum hohl und wasserge-20 füllt ist und seinerseits aus zwei leicht profilierten Hälften gebildet ist.The object is achieved according to the invention in a heat exchanger of the type specified in the introduction in that each boiler element consists of a wall element and a collector element, the wall element being profiled on the outside and being exposed to the exhaust gas, while the interior of which is hollow and filled with water and in turn from two slightly profiled halves is formed.
Durch diese Maßnahme ergibt sich der Vorteil, daß der gesamte Wärmetauscher des Wasserheizers oder Kessels aus 3 Elementen herstellbar ist, die im Strangpreßverfahren z. B. aus Aluminium hergestellt werden können und die je nach Kesselgröße von der Profilstange abgelängt werden. Nach Aneinanderschweißen von zwei der Profile wird das dritte nur noch eingesteckt, und das einzelne Kesselglied ist fertig. Zur Herstellung von Kesseln 25 unterschiedlicher Leistung kann die Gliederzahl variiert werden.This measure has the advantage that the entire heat exchanger of the water heater or boiler can be produced from 3 elements which are extruded in the z. B. can be made of aluminum and depending on the size of the boiler cut from the profile bar. After welding two of the profiles together, the third is simply inserted and the individual boiler section is finished. The number of links can be varied in order to produce boilers 25 of different power.
In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Kanäle zwei verschiedene zu beheizende Medien, z. B. Heizungs- und Brauchwasser, führen und daß diese verschiedenen Medien voneinander gesondert durch einander benachbarte Kanäle im Gleich- oder Gegenstrom zu jeweils einem der beiden Sammlerelemente geführt sind. Durch diese Maßnahme erhält man den Vorteil, daß ohne Aufgabe des Bauprinzips der Herstellung der Glieder aus 30 stranggepreßtem Profil in dem Kessel oder Wassetheizer sowohl Brauchwasser wie Heizungswasser erwärmt wer den kann, wobei die beiden Medien voneinander getrennt bleiben.In an embodiment of the invention it is proposed that the channels two different media to be heated, for. B. heating and process water, and that these different media are guided separately from each other through adjacent channels in cocurrent or countercurrent to one of the two collector elements. This measure gives the advantage that both process water and heating water can be heated without abandoning the construction principle of the production of the members from 30 extruded profile in the boiler or water heater, the two media remaining separate from one another.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Sammlerelemente der einzelnen Glieder eine einheitliche Breite aufweisen, die größer als die Dicke der Wandungselemente ist, so daß zwischen aneinanderliegend parallel nebeneinandergereihten Wandungselementen zur Führung des Heizmediums benutzbare Räume 35 gebildet und vor den Sammlerelementen begrenzt werden.In a further embodiment of the invention it is proposed that the collector elements of the individual members have a uniform width which is greater than the thickness of the wall elements, so that usable spaces 35 are formed between adjacent wall elements arranged side by side for guiding the heating medium and are limited in front of the collector elements.
Durch diese Merkmale erreicht man den Vorteil des sehr einfachen Auf baus des Wärmetauschers.These features provide the advantage of the very simple construction of the heat exchanger.
Die Sammlerelemente liegen - zwecks inniger und solider Verbindung - mit Wandteilen an den die Kanäle bildenden Wandungselementen an und sind mit ihnen flächig verbunden.For the purpose of an intimate and solid connection, the collector elements rest against the wall elements that form the channels and are connected to them over a large area.
An ihren Außenseiten können diese Wandteile mit einer den Wärmetausch begünstigenden Profilierung, z. B. 40 mit Rippen, versehen sein.On their outer sides, these wall parts with a profile that favors heat exchange, e.g. B. 40 with ribs.
Zur Erleichterung des Zusammensetzens der Glieder aus jeweils einem Wandungselement und zwei Sammlerelementen, können diese Sammlerelemente aus zumindest zwei gemeinsam einen offenen Hohlraum einschließenden und mit diesem Hohlraum einander zugewendeten Hälften bestehen, die beidseits an das Wandungselement ansetzen. 45 Im Profil sind die Wandungselemente und die Sammlerelemente im Rahmen der Erfindung sehr mannigfaltig gestaltbar, so können etwa die Wandungselemente geschlossene Kanäle bilden und mit offene Profile bildenden Sammlerelementen verbunden werden oder auch umgekehrt Führen die Kanäle der Wandungselemente zwei verschiedene zu beheizende Medien, dann sind sie zweckmäßigerweise in ihren von den Sammlerelementen überdeckten Endbereichen zwecks Verbindung mit den Hohlräumen 50 der Sammler im Wechsel nach der einen und anderen Längsseite hin offen. Es kann sich beispielsweise um ansonsten geschlossene Kanäle handeln, die in den Endbereichen Ausnehmungen aufweisen.In order to facilitate the assembly of the links from a wall element and two collector elements, these collector elements can consist of at least two halves that jointly enclose an open cavity and face each other with this cavity and that attach to the wall element on both sides. 45 In profile, the wall elements and the collector elements can be designed in a very varied manner within the scope of the invention, for example the wall elements can form closed channels and can be connected to collector elements forming open profiles, or vice versa, if the channels of the wall elements carry two different media to be heated, then they are expediently open in their end regions covered by the collector elements for the purpose of connection to the cavities 50 of the collectors alternately on one and the other longitudinal side. For example, the channels can be otherwise closed and have recesses in the end regions.
Mit großem fertigungstechnischen Vorteil können sowohl die Wandungselemente als auch die Sammlerelemente über ihre gesamte Länge ein einheitliches Profil auf weisen und somit im Strangpreßdruck, Druckguß od. dgl. Verfahren hergestellt werden und lassen sich zu beliebigen Dimensionen nach jeweiligem Bedarf ablängen. 55 Erfindungsgemäße Elemente lassen sich vielfältig verwenden, beispielsweise nicht nur für Wasserheizer, sondern auch für Nachschaltheizflächen u. dgl., insbesondere aber für mit Niedertemperaturen arbeitende Brennwertgeräte aller Art Dank der hohen Wärmetauschfähigkeit erfindungsgemäßer Wärmetauscher lassen sie sich für nach dem Durchlaufprinzip arbeitende Wasserheizer verwenden, denen man bedarfsweise einen Pufferspeicher für kleine Zapfmengen anschließen kann. Die rasche Aufheizung von Brauchwasser wird vor allem durch den 60 zweifachen Wärmetausch zwischen dem Heizmedium einerseits und den beiden in den Gliedern geführten aufzu heizenden Medien anderseits begünstigtWith great manufacturing advantages, both the wall elements and the collector elements can have a uniform profile over their entire length and can thus be produced by extrusion printing, die casting or the like. Processes can be cut to any dimensions as required. 55 Elements according to the invention can be used in a variety of ways, for example not only for water heaters, but also for secondary heating surfaces and the like. Like., But especially for all types of condensing boilers working with low temperatures. Thanks to the high heat exchangeability of the heat exchangers according to the invention, they can be used for water heaters working according to the continuous principle, which can be connected to a buffer store for small taps if necessary. The rapid heating up of process water is promoted above all by the 60 double heat exchange between the heating medium on the one hand and the two media to be heated which are guided in the links on the other
Die Zeichnungen stellen verschiedene Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Wärmetauscher dar; und zwar -2-The drawings show various exemplary embodiments of heat exchangers according to the invention; namely -2-
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