WEBER HELMUT
FINNEMANN JOHANN
WO1992011501A1 | 1992-07-09 |
BE439874A | ||||
EP0427121A2 | 1991-05-15 |
1. | Durchlaufgerät mit kleinem Volumen zur Trinkwasserer wärmung, insbesondere für den Einbau in und die Ver schaltung mit Gasdurchlauferhitzern, bestehend aus ei nem Behälter (1) mit Kaltwasserzulaufund Warmwasser ablaufanschlüssen (2,3) und mit Heizwasservorund rücklaufanschlüssen (4,5), wobei der Behälter (1) in zwei Behälterteile (1', 1'') gegliedert ist, die je weils einen das Trinkwasser und einen das Heizwasser führenden Teil aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der warmwasserabströmseitige Behälterteil (1') mit einem kleineren Volumen bemessen ist als der kaltwas serzuströmseitige Behälterteil (111), daß die Kaltwasserzulaufund Warmwasserablaufanschlüs se (2,3) und die Heizwasservorundrücklaufan schlüsse (4,5) am jeweils anderen Behälterteil (11, 1'') angeordnet und beide Behälterteile, zum Behälter (1) zusammengefaßt, insgesamt durch Trennwände (6) als Plattenwärmetauscher ausgebildet sind, von denen die im kleineren Behälterteil (1') angeordneten Trennwände (6), flächendifferentiell gesehen, einen in Bezug auf die Trennwände (6) im anderen Behälterteil (1§§) größe ren Wärmeübergang aufweisen und daß die Trennwände (6) sich hintereinander abwechselnde Trinkwasser und Heizwasser führende Spalträume (7,8) begrenzen, die jeweils untereinander derart verbunden sind, daß in den Behälterteilen (11, 111) eine Gleich stromund/oder Gegenstromverschaltung bezüglich der beiden Durchströmmedien vorliegt. |
2. | Durchlaufgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Anschlüsse (2 bis 5) auf einer Seite des Behälters (1) angeordnet sind. |
3. | Durchlaufgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trinkwasser und Heizwasser führenden Spalträume (7,8) jeweils untereinander derart verbunden sind, daß im Behälterteil (1 1 1) eine Gleichstromund im Behäl terteil (1') eine Gegenstromverschaltung vorliegt. |
4. | Durchlaufgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Behälterteilen (1', 1'') mindestens eine ebenfalls von den Trennwänden (6) begrenzte Um lenkkammer (9) angeordnet ist. |
5. | Durchlaufgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die im Behälterteil (1') angeordneten Trennwände (6) mit die Wärmetauschflächen vergrößernden Prägungen, wie Rippen, Kreuzrippen, Noppenprägungen, versehen sind. |
6. | Durchlaufgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (6) in Form von Schalen (6') ausge bildet und im Bereich ihrer Überströmöffnungen (10) mit rippenprägungsfreien, jeweils entgegengesetzt zur Trennflächenebene gerichtet ausgeprägten Anschlußflä chen (11) versehen und alle Stoßstellen (13) miteinan der flüssigkeitsdicht verbunden sind. |
7. | Durchlaufgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (6) in Form von Schalen (6') mit ausgehalsten, die Spalträume (7,8) durchgreifenden Überströmkanälen (6'') und dazu fluchtenden Einsteck öffnungen (6''') in der jeweils benachbarten Trennwand (6) ausgebildet und diese Trennwände (6), mit ihren Schalenrändern (12) zusammengestapelt, an allen Stoß stellen (13) miteinander flüssigkeitsdicht verbunden sind. |
Durchlaufgeräte der genannten Art sind hinlänglich bekannt und in Benutzung. Bekannt ist auch, derartige Durchlaufgeräte mit Gasdurchlauferhitzern (siehe bspw. EP-A-0427121 A2) zu kombinieren bzw. hydraulisch zu verschalten. Nachteilig ist bei solchen Kombiwasserheizern, an denen in der Regel auch noch ein Heizungskreis angeschlossen ist, daß nach dem Zapfen der im relativ kleinen Volumen gespeicherten Trinkwassermenge ein spürbares"Durchsacken"der Warmwasserauslauftemperatur zu beobachten ist, d. h., bei bestimmten Betriebszuständen (bspw. gleitende Betriebsweise-Sommerbetrieb) steht bei Zapfbeginn nicht die zur komfortablen Brauchwassererwärmung erforderliche Heizwassertemperatur zur Verfügung.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein Durch- laufgerät zu schaffen, das diesen Nachteil nicht aufweist, d. h., ausgehend von einem Durchlaufgerät der eingangs genann- ten Art, soll dieses bei kompakter Bauweise dahingehend auf einfache Weise umgestaltet und verbessert werden, daß das so- genannte"Durchsacken"der Warmwasserauslauftemperatur ver- mieden bzw. zumindest erheblich abgemindert wird.
Diese Aufgabe ist mit einem Durchlaufgerät der eingangs ge- nannten Art nach der Erfindung durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale gelöst.
Diese erfindungsgemäße Ausbildung bedeutet, daß der warmwas- serabströmseitige Behälterteil mit hohem Wirkungsgrad bzgl. der Wärmeübertragung und der kaltwasserzuströmseitige Behäl- terteil als"Speicherteil"mit geringerem Wirkungsgrad arbei- tet, wobei bei grundsätzlich relativ, kleinem hydraulischen Gesamtvolumen des Durchlaufgerätes der gesamte trinkwasser- seitige Inhalt mit max. 3 Ltr. so bemessen und verteilt ist, daß der"Speicherteil"ein größeres Trinkwasservolumen aufzu- nehmen vermag als der warmwasserabströmseitige Behälterteil.
Diese Aufteilung reicht dann nämlich aus, um beim Zapfen die "Totzeit"zu überbrücken, die, wie erwähnt, dann entsteht, wenn nicht die erforderliche Heizwassertemperatur sofort ver- fügbar ist.
Diese erfindungsgemäße Lösung beschränkt sich also nicht auf regelungs-und steuerungstechnische bekannte Maßnahmen zur im obigem Sinne komfortablen Brauchwasserbereitstellung (siehe hierzu ebenfalls die EP-A-0427121 A2), sondern setzt auch durch entsprechende Gestaltung am Durchlaufgerät selbst an, d. h., von Zeit zu Zeit wird der volumenmäßig größere Spei- cherteil durch Wärmezufuhr auf"Bereitschaftstemperatur"ge- halten.
Der höhere Wirkungsgrad im warmwasserabströmseitigen Behäl- terteil wird dabei zum einen durch besondere Gestaltung der Trennwände und damit Breite der Spalträume erreicht und zum anderen bevorzugt in Verbindung mit einer Gegenstromführung in diesem Behälterteil, was noch näher erläutert wird.
Ungeachtet der Maßgabe, daß die genannten Kalt-und Warmwas- ser-und ferner die Heizwasservor-und-rücklaufanschlüsse "am jeweils anderen Behälterteil"anzuordnen sind, werden al- le diese Anschlüsse bevorzugt auf der gleichen Seite des Durchlaufgerätes angeordnet, um dessen Gesamtanschluß zu ver- einfachen.
Das erfindungsgemäße Durchlaufgerät und seine vorteilhaften Ausführungsformen und bevorzugten Weiterbildungen werden nachfolgend an Hand der zeichnerischen Darstellung von Aus- führungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigt Fig. 1 perspektivisch und schematisch die innere Aufglie- derung des Durchlaufgerätes durch Trennwände ein- schließlich der bevorzugten Strömungsführungen ; Fig. 2 schematisch das Verschaltungsschema des Durchlauf- gerätes in bevorzugter Ausführungsform bei einsei- tiger Anordnung aller Anschlüsse ; Fig. 3 im Schnitt einen Teil des Behälters mit einer be- sonderen Ausführungsform der Trennwände ; Fig. 3 A schematisch eine weitere Ausführungsform der Aus- bildung der Spalträume ; Fig. 3 B perspektivisch die bevorzugte Ausführungsform der Trennwände ; Fig. 4 perspektivisch das Durchlaufgerät in Außenansicht und Fig. 5 das Schaltschema des Durchlaufgerätes in Ver-bin- dung mit einem Wärmeerzeuger und zugehörigem Heiz- kreis.
In den Fig. 1 bis 5 sind sämtliche, sich entsprechende Ele- mente mit sich entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet, d. h., der Behälter mit 1, dessen diesen gliedernde Behälterteile mit 1 der Kaltwasserzulaufanschluß mit 2, der Warmwas- serablaufanschluß mit 3 und die Heizwasservor-und-rück- laufanschlüsse mit 4 und 5.
Außerdem sind in Fig. 5 ein Wärmeerzeuger (Gasdurchlaufer- hitzer) mit WE, der an diesen angeschlossene Heizkreis mit HK und das zu einer kompakt bauenden Baueinheit aus den beiden Behälterteilen 1', l''zusammengefaßte Durchlaufgerät mit DG.
Für alle dargestellten Ausführungsbeispiele ist nun, abgese- hen von den dargestellten und unterschiedlichen Verschal- tungsmöglichkeiten, wesentlich, daß der warmwasserabströmsei- tige Behälterteil 1'mit einem kleineren Volumen bemessen ist als der kaltwasserzuströmseitige Behälterteil 1'', wobei die- Kaltwasserzulauf-und Warmwasserablaufanschlüsse 2,3 und auch die Heizwasservor-und-rücklaufanschlüsse 4,5 am je- weils anderen Behälterteil 1', 1''angeordnet und beide Be- hälterteile, zum Behälter 1 zusammengefaßt, insgesamt durch Trennwände 6 als Plattenwärmetauscher ausgebildet sind und die Trennwände 6 sich hintereinander abwechselnde Trinkwasser und Heizwasser führende Spalträume 7,8 begrenzen, die je- weils untereinander derart verbunden sind, daß in den Behäl- terteilen 1', 1''eine Gleichstrom-und/oder Gegenstromver- schaltung bezgl. der beiden Durchströmmedien vorliegt.
Wesentlich ist dabei auch, daß unter Inkaufnahme eines höhe- ren Druckverlustes die Trennwände 6 im kleineren Behälter- teil, flächendifferentiell gesehen, einen größeren Wärmeüber- gang aufweisen als die im größeren Behälterteil 1w.
In der schematischen Darstellung gemäß Fig. 1 sind die Trenn- wände 6 lediglich aus Übersichtsgründen extrem distanziert zueinander dargestellt, d. h., die die Spalträume 7,8 begren- zenden Trennwände 6 haben eine Distanz in der Größenordnung von nur ca. 2-10 mm, wobei die Spalträume 7,8 im Gegensatz zur Darstellung in Fig. 1 im Behälterteil 1'enger gehalten sind als im anderen Behälterteil 1''. Außerdem hat man sich die Spalträume 7,8 einschließlich der Umlenkkammer 9 nach außen natürlich abgeschlossen vorzustellen, wie sich dies aus Fig. 4 ergibt.
Die Heizwasserführung ist dabei strichpunktiert und die Trinkwasserführung gestrichelt und jeweils mit Richtungs- pfeilen verdeutlicht, wobei es sich hierbei, was aufgrund der Richtungspfeile keiner näheren Erläuterung bedarf, um die be- vorzugte Verschaltung der Spalträume 7,8 handelt, nämlich Gleichstrom im Behälterteil 1"und Gegenstrom im Behälter- teil 1'.
Beim Verschaltungsschema nach Fig. 2 sind der Heizungsrück- lauf HR und der Kaltwasserzulauf KW auf der gleichen Seite wie der Heizungsvorlauf HV und der Warmwasserablauf am Durch- laufgerät angeordnet, um, wie einleitend vorerwähnt, beque- mere Anschlußmöglichkeiten zu erhalten. Beim Verschaltungs- schema nach Fig. 1 bleibend, wäre es aber auch möglich, ggf. unter Zwischenschaltung einer weiteren Umlenkkammer, den Be- hälterteil 1''gewissermaßen um 180° zu knicken, um damit die Anschlüsse 2 und 5 auf die gleiche Seite zu bringen wie die Anschlüsse 3 und 4.
Abgesehen davon, daß die Spalträume 7 oder 8 auch durch ein- zeln vorgefertigte, an sich bekannte Taschen T (siehe Fig. 3 A) verwirklicht werden können, zwischen denen sich die je- weils anderen Spalträume befinden (Über-bzw. Durchströmka- näle 6''sind in Fig. 3 A nicht dargestellt), kann auch eine Ausführungsform des Durchlaufgerätes gemäß Fig. 3 vorgesehen werden, wonach die Trennwände 6 in Form von Schalen 6'mit ausgehalsten, die Spalträume 7,8 durchgreifenden Überström- kanälen 6"und dazu fluchtenden Einstecköffnungen 6'''in der jeweils benachbarten Trennwand 6 ausgebildet und diese Trenn- wände 6 mit ihren Schalenrändern 10 zusammengestapelt an al- len Stoßstellen 13 miteinander flüssigkeitsdicht (bspw. durch Verlöten) verbunden sind.
Für die Trennwände 6 bzw. die Ausbildung des ganzen Durch- laufgerätes werden jedoch Trennwände 6 gemäß Fig. 3 B bevor- zugt, die an sich bekannt sind, mit Rücksicht auf kompakte Bauweise und die engen Einbauverhältnisse in einem Gasdurch- lauferhitzer hier aber besondere Bedeutung erhalten. Hiernach sind die Trennwände 6 ebenfalls in Form von Schalen 6'ausge- bildet und mit im Bereich ihrer Überströmöffnungen 10 mit prägungsfreien, jeweils entgegengesetzt gerichtet ausge- prägten Anschlußflächen 11 versehen, wobei dann auch hier al- le Stoßstellen 13 miteinander flüssigkeitsdicht verbunden sind. Diese Lötverbindung erfolgt hierbei auf besondere Art in der Weise, daß zwischen den Schalen 6'aus bspw. dünnem Edelstahlblech formentsprechende Schalen aus dünner"Lötfo- lie", wie Cu-Folie (nicht dargestellt) eingelegt sind, wobei dann der ganze Schalenstapel hoch erhitzt wird und dabei die Cu-Folien zum Schmelzen gebracht werden.
Unter nochmaligen Verweis auf das Verschaltungsschema nach Fig. 2 besteht natürlich auch die Möglichkeit, derartige Schalen 6'bzw. Trennwände 6 so zu gestalten, daß diese, dort wo es notwendig ist, oben und unten jeweils drei Überström- öffnungen aufweisen.
Was die Maßgabe betrifft, daß die Trennwände 6 im kleineren Behälterteil 1'einen größeren Wärmeübergang haben als die im größeren Behälterteil 1'', so ist dies, abgesehen von mögli- chen Materialwahl mit größerer Wärmeleitfähigkeit bevorzugt dadurch verwirklicht, daß mindestens die im Behälterteil 1' angeordneten Trennwände 6 mit die Wärmetauschflächen vergrös- sernden Prägungen, wie Rippen-, Kreuzrippen-, Noppenprägungen od. dgl. versehen sind. Da solche Prägungen an Wärmetauschern und auch ganz allgemein im Heizkesselbau bekannt sind, ist dies hier nicht besonders dargestellt. Die Maßgabe, daß sol- che Prägungen mindestens an den Trennwänden des Behältertei- les 1'vorgesehen sein sollen, schließt natürlich die Mög- lichkeit mit ein, auch die Trennwände 6 im Behälterteil 1' mit solchen Prägungen zu versehen, die dann aber so ausge- wählt und gestaltet werden, daß sich bei geringerem Wärme- übergang in diesem Teil auch ein geringerer Druckverlust er- gibt. Im Ergebnis führt dies dazu, daß der Behälterteil 1' einen größeren Wirkungsgrad hat als der Behälterteil 1'.
Im Behälterteil 1'werden also bspw. Rippenprägungen (nicht besonders dargestellt) mit kleiner, zu geringerer Spaltraum- breite führenden Prägetiefe vorgesehen und im Behälterteil 1''solche mit größerer Prägetiefe.
Next Patent: AIR EXHAUST ACTUATOR FOR AN AIR CONDITIONER