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DE212014000228U1 - Anlage zur Heizung und Kühlung, insbesondere für die Warmwasser-Zentralheizung - Google Patents

Anlage zur Heizung und Kühlung, insbesondere für die Warmwasser-Zentralheizung Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zur Heizung und Kühlung, insbesondere für eine Warmwasser-Zentralheizung, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens aus einem Wärmetauscher (1) ausgebildet ist, der mit einem Gehäuse (2) versehen ist, wobei der Wärmetauscher (1) aus mindestens einer zur Horizontalen in einem Winkel α von maximal 65° angebrachten Röhrenreihe (3) besteht, wobei jede Röhrenreihe (3) aus mindestens zwei Röhren (3) besteht, deren aerodynamisch gestaltetes Profil zumindest im Grunde ein Rechteck oder im Grunde ein Oval bildet, dessen Länge der längeren Querschnittsachse mindestens zweimal länger ist, als die Länge der kürzeren Querschnittsachse b, wobei der Abstand h zumindest zwischen manchen Röhren (3) maximal 13 mm beträgt, wobei zumindest auf einer Seite der Wärmetauscher (1) mit einem Sammelraum (4) abschließt, in den wenigstens manche Röhren (3) einmünden und der mit einer Zuführ- (5) und/oder Abführleitung (5) versehen ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Heizung und Kühlung, insbesondere für eine Warmwasser-Zentralheizung. Die Vorrichtung ist für die Nutzung in solchen Wohnräumen geeignet, in denen ein Anspruch auf leistungsfähige und ästhetisch wirkende Wärme- und Kühlquellen erhoben wird.
  • Bisheriger Stand der Technik
  • Bisher werden Wärmequellen, insbesondere Heizkörper, aus Stahlblechen hergestellt, die am Rande zusammengeschweißt sind. Der Nachteil besteht in der geringen Leistung bzw. Effizienz, bzw. den großen Abmessungen, die zur Übertragung von zusätzlicher Wärmemenge erforderlich sind. Bekannt sind auch die aus Gusseisen erzeugten Wärmequellen, die jedoch schwer und leistungsarm bzw. ineffizient sind.
  • Kern der Erfindung
  • Die vorstehend genannten Nachteile werden weitgehend durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Heizung und Kühlung, insbesondere für die Warmwasser-Zentralheizung, beseitigt, wobei die Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie mindestens aus einem Wärmetauscher gebildet ist, der mit einem Gehäuse bzw. einer Abdeckung versehen ist. Der Wärmetauscher besteht aus mindestens einer Reihe von Röhren, die zur Horizontalen in einem Winkel α von maximal 65° angebracht sind. Jede Reihe besteht aus mindestens zwei Röhren mit aerodynamisch ausgestaltetem Profil, das zumindest im Grunde in Form eines Rechteckes oder im Grunde in Form eines Ovals ausgebildet ist, dessen Länge der längeren Querschnittsachse mindestens zweimal länger ist als die Länge der kürzeren Querschnittsachse b. Der Abstand h beträgt zumindest zwischen manchen Röhren maximal 13 mm. Zumindest auf einer Seite ist der Wärmetauscher mit einem Sammelraum abgeschlossen, in den wenigstens von einer Seite manche Röhren einmünden und der mit einer Zuführ- und/oder Abführleitung versehen ist.
  • Die Erfindung besteht auch darin, dass der Wärmetauscher aus einem Kupferhaltigen Material ausgeführt ist. Wesentlich ist auch, dass der Wärmetauscher aus einem Aluminiumhaltigen Material ausgeführt ist. Wesentlich ist auch, dass mindestens ein Teil eines Metallbalges zwischen manchen Reihen der Röhren angeordnet ist. Wesentlich ist auch, dass die Zuführ- und/oder Abführleitung mit einem Regelelement versehen ist. Ferner ist es wesentlich, dass mindestens ein elektrischer Ventilator über und/oder unter dem Wärmetauscher befestigt ist. Schließlich ist es wesentlich, dass der elektrische Ventilator mit einem Regler zur Drehzahlregelung versehen ist.
  • Erklärung der in der Erfindung benutzten Begriffe:
    Vorrichtung zur Heizung und Kühlung, ... ist eine solche Vorrichtung, die Wärme aus dem Raum, in dem sie platziert ist, weiterleitet oder die Wärme in dieses Areal oder diesen Raum abführt. Die Wärmeübertragung erfolgt mit Hilfe von einer diese Vorrichtung durchströmenden Flüssigkeit.
  • Die Röhren mit aerodynamisch gestaltetem Profil, das zumindest im Grunde ein Rechteck oder im Grunde ein Oval ausbildet, dessen Länge der längeren Querschnittsachse mindestens zweimal länger ist, als die Länge der kürzeren Querschnittsachse ... sind solche Röhren, deren Querschnitt ein aus aerodynamischer Sicht günstiges Profil haben, wenn auf diese Röhre die Luft strömt, und man ist danach bestrebt, dass der aerodynamische Widerstand gegen diese Strömung gering ist. Eine ideale Lösung stellt ein Querschnitt der Röhre in einer aerodynamischen Tropfenform dar. Zugelassen ist jedoch auch eine ovale Form, die einfacher herstellbar ist, deren Länge der längeren Querschnittsachse mindestens zweimal länger ist als die Länge der kürzeren Querschnittsachse. Prinzipiell zugelassen ist jedoch auch eine Röhre, deren Querschnitt rechteckig ist, wobei es ein Rechteck sein sollte, dessen Länge der längeren Achse mindestens zweimal größer ist als die Länge der kürzeren Achse.
  • Der Metallbalg ... ist ein metallisches Wärmeleitelement mit einer großen Fläche, der die Röhren berührt und auf diese Weise die durch die Röhren strömende Wärme auf seine Oberfläche überträgt, wobei diese Oberfläche wesentlich größer ist, als die Oberfläche der Röhren. Dadurch ist eine bessere Wärmeübertragung aus der in den Röhren strömenden Flüssigkeit in die Luft gewährleistet.
  • Kurzbeschreibung der Figuren
  • In 1 ist schematisch ein Wärmetauscher dargestellt, der auf beiden Seiten mit einem Sammelraum versehen ist, in welchen die Röhren einmünden. An diesen Sammelraum ist die Zuführ- und Abführleitung mit einem Regelelement angeschlossen. Der Wärmetauscher ist mit Röhren versehen, die zur Horizontalen in einem Winkel α von 40° angebracht sind.
  • In 2 ist schematisch ein Wärmetauscher mit einer Reihe von vier Röhren dargestellt, welcher mit einer Zuführ- und Abführleitung versehen ist, wobei die Röhren zur Horizontalen in einem Winkel α von 0° angebracht sind. Zu sehen ist auch ein Ventilator mit einem Regelelement.
  • In 3 ist ein Querschnitt der Röhre mit einem aerodynamisch gestalteten ovalförmigen Profil dargestellt, bei der die Länge der längeren Querschnittsachse mindestens zweimal größer ist als die Länge der kürzeren Querschnittsachse b.
  • In 4 ist ein Querschnitt durch einen Wärmetauscher mit vier Reihen von Röhren dargestellt, wobei alle Reihen aus jeweils vier Röhren bestehen. In der Figur ist der Abstand h zwischen den Röhren zu sehen. Zwei Teile eines Metallbalgs sind zwischen manchen Röhrenreihen angebracht.
  • In 5 ist schematisch ein Wärmetauscher dargestellt, der mit einem Gehäuse versehen ist.
  • Beispiele der Erfindung
  • Es wurde entschieden, in einem Einfamilienhaus die Warmwasser-Zentralheizung mit einem Gasboiler mit einer Leistung von 40 kW und fünf Heizkörpern mit jeweiliger Leistung von ungefähr 12 kW zu realisieren. Es war gefordert, dass die einzelnen Räume mit sowohl kleinen als auch leistungsfähigen Heizkörpern ausgestattet werden, die die Leistung des Boilers in die einzelnen Räume übertragen können. Zur Realisierung von jedem der fünf Heizkörper wird ein Wärmetauscher 1 verwendet, der aus vier Reihen von in einem Winkel α = 35° zur Horizontalen angebrachten Röhren 3 besteht. Die Länge einer jeden Röhre 3 beträgt 720 mm. Jede Reihe von Röhren 3 besteht aus acht Röhren 3 mit einem aerodynamisch ausgestalteten rechteckigen Profil mit abgerundeten Ecken. Die Länge der längeren Achse der Röhre 3 beträgt 20 mm, die Länge der kürzeren Achse der Röhre 3 beträgt 8 mm.
  • Der Abstand h zwischen der unteren und der darüber angebrachten Röhrenreihe 3 beträgt 10 mm. Zwischen den weiteren Röhrenreihen 3 beträgt der Abstand h = 22 mm. Alle verwendeten Materialien sind aus Messing hergestellt. Auf beiden Seiten ist ein Wärmetauscher 1 angebracht, der am Ende mit einem Sammelraum 4 abschließt, in den die einzelnen Röhren 3 einmünden. Zwischen der zweiten und der dritten Röhrenreihe 3 ist ein Metallbalg 6 angeordnet. Der Sammelraum 4 ist sowohl mit einer Zuführleitung 5 als auch mit einer Abführleitung 5 versehen. Alle Rohrleitungen 5 sind aus Kupfer hergestellt. Die Abführleitung 5 ist mit einem Regelelement 7 versehen. Unter dem Wärmetauscher 1 sind zwei axiale elektrische Ventilatoren 8 angebracht, die jeweils mit einem Regler 9 versehen sind. Ein solcher Wärmetauscher ist mit einem Gehäuse 2 versehen, welches ein ästhetisches Design aufweist.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Die vorliegende Erfindung lässt sich zur Realisierung von Warmwasser-Zentralheizungssystemen verwenden. Sie kann auch für Kühleinheiten verwendet werden.

Claims (7)

  1. Vorrichtung zur Heizung und Kühlung, insbesondere für eine Warmwasser-Zentralheizung, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens aus einem Wärmetauscher (1) ausgebildet ist, der mit einem Gehäuse (2) versehen ist, wobei der Wärmetauscher (1) aus mindestens einer zur Horizontalen in einem Winkel α von maximal 65° angebrachten Röhrenreihe (3) besteht, wobei jede Röhrenreihe (3) aus mindestens zwei Röhren (3) besteht, deren aerodynamisch gestaltetes Profil zumindest im Grunde ein Rechteck oder im Grunde ein Oval bildet, dessen Länge der längeren Querschnittsachse mindestens zweimal länger ist, als die Länge der kürzeren Querschnittsachse b, wobei der Abstand h zumindest zwischen manchen Röhren (3) maximal 13 mm beträgt, wobei zumindest auf einer Seite der Wärmetauscher (1) mit einem Sammelraum (4) abschließt, in den wenigstens manche Röhren (3) einmünden und der mit einer Zuführ- (5) und/oder Abführleitung (5) versehen ist.
  2. Die Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (1) aus einem Kupferhaltigen Material ausgeführt ist.
  3. Die Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (1) aus einem Aluminiumhaltigen Material ausgeführt ist.
  4. Die Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil eines Metallbalges (6) zwischen manchen Reihen von Röhren (3) angeordnet ist.
  5. Die Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführ- (5) und/oder Abführleitung (5) mit einem Regelelement (7) versehen ist.
  6. Die Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein elektrischer Ventilator (8) über und/oder unter dem Wärmetauscher (1) befestigt ist.
  7. Die Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Ventilator (8) mit einem Regler (9) zur Drehzahlregelung versehen ist.
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