Die Erfindung bezieht sich auf einen Plattenwärmeaustauscher für ein brennstoff befeuertes Heizgerät.

Bei brennstoffbefeuerten Heizgeräten wird ein Brenngas oder Brennstoff (im Folgenden zusammenfassend auch Brennstoff genannt) verbrannt. Diese heißen Abgase werden dann an einem wasserführenden Primärwärmetauscher abgekühlt, wobei ein Wärmeaustausch vom Abgas auf das Wasser stattfindet. Das Wasser ist zumeist Wasser eines Heizungskreislaufs, so dass die Abgase minimal auf die Temperatur des Heizungsrücklaufs abgekühlt werden. Um weitere thermische Energie des Abgases zu nutzen, sind Rekuperatoren bekannt, bei denen in einem nachgeschalteten Wärmetauscher kälteres Frischwasser (Brauchwasser) als kühlendes Medium dient.

Diese Rekuperatoren werden zumeist als zusätzliches Bauelement dem Heizgerät zugefügt und aufgrund der räumlichen Auslastung der Heizgeräte im Gehäuseinneren außerhalb des Geräts angekoppelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine platzsparende Integration eines Rekuperators zu ermöglichen, welche zugleich möglichst wenig zusätzliche Verrohrung und geringe Wärmeverluste gewährleistet. Erfindungsgemäß wird dies mittels eines erfindungsgemäßen Plattenwärmetauschers gemäß Anspruch 1 sowie einer erfindungsgemäßen Heizungsanlage gemäß Anspruch 6 gelöst.

Ein erfindungsgemäßer Plattenwärmetauscher verfügt über mindestens zwei Teilwärmetauscher. In dem ersten Teilwärmetauscher gibt ein erstes Medium Wärme auf das zu erwärmende Medium ab. Im zweiten Teilwärmetauscher gibt ein zweites Medium Wärme auf das im ersten Teilwärmetauscher vorgewärmte, zu erwärmende Medium ab.

So kann ein erfindungsgemäßer Plattenwärmetauscher in einer Heizungsanlage derart eingesetzt werden, dass kaltes Brauchwasser als zu erhitzendes Medium zunächst von im Primärwärmetauscher der Heizungsanlage abgekühlten Abgas im ersten Teilwärmetauscher erwärmt wird und anschließend Heizungswasser im zweiten Teilwärmetauscher das Brauchwasser weiter erhitzt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche.

So kann der Plattenwärmetauscher über weitere Teilwärmetauscher verfügen, in denen weitere Wärme abgebebnende Medien das Wärme aufnehmende Medium erhitzen. Hierdurch kann beispielsweise Wärme von einer Solaranlage oder aus Kondensat auf Brauchwasser übertragen werden.

Während für die Führung von Fluiden in der Regel der Ein- und Austritt über Rohre erfolgt, bietet sich bei Gasen eine großflächigere Durchströmung an. So können die Zwischenräume zwischen den Platten eines Teilwärmetauschers auf zwei gegenüberliegenden Seiten senkrecht zur Plattenhauptachse offen und an den beiden anderen gegenüberliegenden Seiten senkrecht zur Plattenhauptachse verschlossen sein. Bei oben beschriebenem Einsatz strömt dann Abgas auf einer Seite ein und auf der anderen Seite wieder aus dem Wärmetauscher.

Die Zwischenräume zwischen den Platten des ersten Teilwärmetauschers des Wärme aufnehmenden Mediums können mit den Zwischenräumen zwischen den Platten des zweiten Teilwärmetauschers des Wärme aufnehmenden Mediums über eine Verbindung innerhalb oder außerhalb des Plattenwärmetauschers fluidführend verbunden sein.

Bei einer erfindungsgemäßen Heizungsanlage, bei welcher der erfindungsgemäße Plattenwärmetauscher zum Einsatz kommt, wird der erste Teilwärmetauscher des Plattenwärmetauschers bezüglich des ersten Wärme abgebenden Mediums über eine Abgasleitung mit dem Primärwärmetauscher des Heizungsbrenners und einer Abgasabführung in die Umgebung verbunden. Der zweite Teilwärmetauscher des Plattenwärmetauschers wird bezüglich des zweiten Wärme abgebenden Mediums mit der Vorlaufleitung und der Rücklaufleitung des Heizungskreislaufs der Heizungsanlage verbunden. Bezüglich des Wärme aufnehmenden Mediums wird der erste Teilwärmetauscher des Plattenwärmetauschers mit der Brauchwasserzulaufleitung der Heizungsanlage verbunden. Der zweite Teilwärmetauscher des Plattenwärmetauschers wird bezüglich des Wärme aufnehmenden Mediums mit der Brauchwasserzapfleitung (14) verbunden. Die Zwischenräume zwischen den Platten des ersten Teilwärmetauschers des Wärme aufnehmenden Mediums wird mit den Zwischenräumen zwischen den Platten des zweiten Teilwärmetauschers des Wärme aufnehmenden Mediums verbunden. Somit kann mittels abgekühltem Abgas Brauchwasser zunächst vorgewärmt werden, ehe mittels Heizungswasser das Brauchwasser weiter erwärmt wird.

Erfolgt eine Durchströmung mindestens eines Teilwärmetauschers im Gegenstrom, so kann ein besonders hoher Wirkungsgrad erzielt werden. Wird der Plattenwärmetauscher derart in einer Heizungsanlage montiert, dass die Platten des Plattenwärmetauschers senkrecht angeordnet sind, so kann Kondensat über Schwerkraft aus dem Plattenwärmetauscher abgeführt werden.

Die Erfindung wird nun anhand der Figuren detailliert erläutert. Hierbei zeigen

Figur 1 eine erfindungsgemäße Heizungsanlage mit einem erfindungsgemäßen Plattenwärmetauscher zur Brauchwassererwärmung,

Figur 2 den erfindungsgemäßen Plattenwärmetauscher,

Figur 3 denselben erfindungsgemäßen Plattenwärmetauscher,

Figur 1 zeigt eine brenngasbetriebene Heizungsanlage 2 mit einem von einem Gebläse 22 unterstützten Brenner 21 und einem Primärwärmetauscher 24 zur Abkühlung der Abgase des Brenners 21 . Eine Brenngasleitung, in der sich eine Gasarmatur 23 befindet, mündet in den Ansaugweg des Gebläses 22. Eine Vorlaufleitung 18 und eine Rücklaufleitung 19 sind mit dem Primärwärmetauscher 24 der Heizungsanlage 2 verbunden. Dem Primärwärmetauscher 24 schließt sich ein Abgassammler und eine Abgasleitung 26 an.

Die Vorlaufleitung 18 und die Rücklaufleitung 19 können alternativ mit einem Heizungskreislauf 3 oder einem erfindungsgemäßen Plattenwärmetauscher 1 verbunden werden, wobei die Umschaltung über ein Dreiwegeventil 28 erfolgt. In der Rücklaufleitung 19 befindet sich einen Umwälzpumpe 27, welche für einen Fluidstrom sorgt.

Details des Plattenwärmetauschers 1 , der aus einer Vielzahl Platzten 30 aufgebaut ist, sind Figur 2 zu entnehmen. So ist der erste Teilwärmetauscher 1 1 des Plattenwärmetauschers 1 bezüglich des Abgases der Heizungsanlage 2, des ersten Wärme abgebenden Mediums 31 , über die Abgasleitung 26 mit dem Primärwärmetauscher 24 und der Abgasabführung 5 verbunden. Der erste Teilwärmetauscher 1 1 des Plattenwärmetauschers 1 ist zugleich auf der anderen Wärmetauscherseite mit einer Brauchwasserzulaufleitung 13 für Brauchwasser als Wärme aufnehmendes Medium 32 in den dritten Zwischenräume 15 zwischen den Platten 30 verbunden.

Auf der Seite des zweiten Teilwärmetauschers 12 ist der Plattenwärmetauscher 1 einerseits mit dem Dreiwegeventil 28 in der Vorlaufleitung 18 sowie andererseits mit der Rücklaufleitung 19 verbunden, so dass Heizungswasser als Wärme abgebendes Medium 33 durch diese Seite des zweiten Teilwärmetauschers 12 strömen kann. Andererseits sind die ersten Zwischenräume 15 des zweiten Teilwärmetauschers 12 bezüglich des Wärme aufnehmenden Mediums 32 mit einer Brauchwasserzapfleitung 14 mit Zapfstelle 4 und einer Verbindung zum ersten Teilwärmetauscher 1 1 verbunden; diese Verbindung führt auf der Seite des ersten Teilwärmetauschers 1 1 zu der Brauchwasserzulaufleitung 13.

Die ersten Zwischenräume 16 zwischen den Platten 30 des ersten Teilwärmetauschers 1 1 , welche von dem Abgas, als erstes Wärme abgebendes Medium 31 durchströmt werden, sind auf zwei gegenüberliegenden Seiten senkrecht zur Plattenhauptachse offen und an den beiden anderen gegenüberliegenden Seiten senkrecht zur Plattenhauptachse verschlossen, so dass das Abgas auf einer Seite parallel zu den Platten einströmen kann und auf der anderen Seite nach dem Wärmetausch wieder ausströmt. Die Abgasanschlüsse sind entsprechend zu gestalten. Das Brauchwasser wiederum strömt über eine Deckplatte in den Plattenwärmetauscher 1 ein und wird über Verbindungen von einem der dritten Zwischenräume 15 zum nächsten geführt. Der zweite Teilwärmetauscher 12 wird im Gegenstrom in den dritten Zwischenräumen 15 von Brauchwasser sowie in den zweiten Zwischenräumen 17 von Heizungswasser durchströmt.

Die dritten Zwischenräume 15 zwischen den Platten 30 des ersten Teilwärmetauschers 1 1 sind innerhalb des Plattenwärmetauschers 1 mit den dritten Zwischenräumen 15 zwischen den Platten 30 des zweiten Teilwärmetauschers 12 des Wärme aufnehmenden Mediums 32 über eine interne Verbindung im üblichen Sinne eines Plattenwärmetauschers fluidführend verbunden. Alternativ könnte die Verbindung auch außerhalb des Plattenwärmetauschers 1 über eine gesonderte Verbindung erfolgen; dies bietet sich dann an, wenn der Erfindungsgemäße Wärmetauscher aus zwei Einzelwärmetauschern zusammengesetzt wird.

Um ein Verstopfen der ersten Zwischenräume 16 mit Kondensat aus Wasserdampf des Abgases zu verhindern, muss einerseits der Abstand zwischen den Platten 30 der ersten Zwischenräume 16 geeignet gewählt werden. Ferner sollten die ersten Zwischenräume 16 möglichst so durchströmt werden, dass das Kondensat nach unten laufen kann; eine Montage, bei welcher die Platten 30 senkrecht stehen, ist hierbei besonders vorteilhaft.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Abgasleitung 26 stromab des Primärwärmetauschers 24 unterhalb des Primärwärmetauschers 24 angeordnet ist und der erfindungsgemäße Plattenwärmetauscher 1 mit den ersten Zwischenräumen 16 zwischen den senkrecht angeordneten Platten 30 des ersten Teilwärmetauschers 1 1 verbunden ist. Unterhalb des ersten Teilwärmetauschers 1 1 ist dann die Abgasabführung 5 mit diesem verbunden. Bei einem Kombigerät für Brauch- und Heizungswasser kann dann ein erfindungsgemäßer Plattenwärmetauscher 1 anstelle eines Sekundärwärmetauschers zur Brauchwasserbereitung angebracht werden, so dass ansonsten auf eine gängige Konstruktion zurückgegriffen werden kann. Die ersten Zwischenräume 16 besitzen vorzugsweise eine Spaltbreite von etwa 5 mm und werden im eingebauten Zustand vom Abgas von oben nach unten durchströmt, so dass Kondensat nach unten ausgeblasen wird.

Es ist möglich, weitere Teilwärmetauscher in den Plattenwärmetauscher 1 zu integrieren, um weitere Wärmequellen (beispielsweise Wärme von einer Solaranlage und / oder Kondensat) zu nutzen.

Bezugszeichenliste

Plattenwärmetauscher (1 )

Heizungsanlage (2)

Heizungskreislauf 3

Zapfstelle 4

Abgasabführung (5)

erster Teilwärmetauscher (1 1 )

zweiter Teilwärmetauscher (12)

Brauchwasserzulaufleitung (13)

Brauchwasserzapfleitung (14)

dritte Zwischenräume (15)

erste Zwischenräume (16)

zweite Zwischenräume (17)

Vorlaufleitung (18)

Rücklaufleitung (19)

Brenner (21 )

Gebläse 22

Gasarmatur 23

Primärwärmetauscher (24)

Abgassammler 25

Abgasleitung (26)

Umwälzpumpe 27

Dreiwegeventil 28

Platten (30)

erstes Wärme abgebendes Medium (31 ) erstes Wärme aufnehmendes Medium (32) zweiten Wärme abgebenden Medium (33)