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DE3218863A1 - Electric flow heater - Google Patents

Electric flow heater

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Publication number
DE3218863A1
DE3218863A1 DE3218863A DE3218863A DE3218863A1 DE 3218863 A1 DE3218863 A1 DE 3218863A1 DE 3218863 A DE3218863 A DE 3218863A DE 3218863 A DE3218863 A DE 3218863A DE 3218863 A1 DE3218863 A1 DE 3218863A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
container
water
inflow pipe
heater according
pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE3218863A
Other languages
German (de)
Inventor
Hartmut Ing.(grad.) 3456 Eschershausen Bonatz
Baldur 3454 Bevern Friedrich
Herbert 3451 Deensen Hartmann
Lothar 3470 Höxter Wicker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Original Assignee
Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stiebel Eltron GmbH and Co KG filed Critical Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority to DE3218863A priority Critical patent/DE3218863A1/en
Publication of DE3218863A1 publication Critical patent/DE3218863A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/10Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
    • F24H1/101Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium using electric energy supply
    • F24H1/102Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium using electric energy supply with resistance
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00Details
    • F24H9/12Arrangements for connecting heaters to circulation pipes
    • F24H9/13Arrangements for connecting heaters to circulation pipes for water heaters
    • F24H9/139Continuous flow heaters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

In an electric flow heater, vapour bubble formation is to be reduced by a helical water flow. To this end, the inflow pipe (3) extends parallel to the longitudinal axis (2) of the container (1). It has along its height a large number of radial bores (4). Hairpin-shaped tubular heating bodies (5) run parallel to the inflow pipe (3). <IMAGE>

Description

• t » It• t »It

STIEBEL E LT RON GmbH & Co. KG Holzminden/WeserSTIEBEL E LT RON GmbH & Co. KG Holzminden / Weser

15.4.1982 Akte 591April 15, 1982 Act 591

Elektrischer DurchlauferhitzerElectric water heater

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Durchlauferhitzer mit einem zylindrischen Wasserbehälter, einem Einströmrohr für das zu beheizende Wasser und einer wendeiförmigen Wasserströmung im Behälter.The invention relates to an electric water heater with a cylindrical water tank, a Inlet pipe for the water to be heated and a helical water flow in the container.

Ein derartiger Durchlauferhitzer ist in der DE-AS 12 71 58Ί beschrieben. Bei diesem ist außen auf einen Rohrmantel ein spiralig gewickelter Rohrheizkörper aufgelötet. Im Rohrmantel ist eine Wasserleitschnecke angeordnet, durch die eine Verwirbelung des zu erhitzenden Wassers erreicht werden soll. Die mögliche spezifische Heizleistung des elektrischen Heizkörpers ist beschränkt, da dieser nur einseitig vom zu erhitzenden Wasser gekühlt wird. Die Wasserleitschnecke bringt einen zusätzlichen Bau- und Montageaufwand mit sich.Such a water heater is described in DE-AS 12 71 58Ί. With this one is on the outside A spiral-wound tubular heating element is soldered onto the tubular jacket. In the pipe jacket is a water screw arranged, through which a swirling of the water to be heated is to be achieved. The possible The specific heating power of the electric heater is limited because it is only one side of the heater to be heated Water is cooled. The water supply screw entails additional construction and assembly work.

In der CH-PS 289 313 ist ein Durchlauferhitzer beschrieben, bei dem von einem Heizkörper beidseitig WärmeIn CH-PS 289 313 a water heater is described, in the case of heat from both sides of a radiator

abgeführt wird. Ein konzentrisch zum Behälter ange- ;;is discharged. A concentric to the container ;;

ordnetes Einströmrohr weist mehrere Bohrungen auf. farranged inlet pipe has several bores. f

Das Wasser ist um den Heizkörper umgelenkt. Eine wendeiförmige Strömung tritt hier nicht auf. The water is diverted around the radiator. A helical flow does not occur here.

Bei marktbekannten Durchlauferhitzern tritt das Kaltwasser frei in den Behälter ein und strömt hauptsächlich unter der Wirkung der Konvektion längs der Heizkörper. Ab einer bestimmten spezifischen Heizleistung reicht die Konvektion nicht aus, eine Dampfblasenbildung an der Heizkörperoberflächa zu vermeiden. Die Dampfblasenbildung hat Siedegeräusche und eine verringerte Wärmeübertragung zur Folge.In the case of flow heaters known on the market, the cold water enters the container freely and mainly flows under the effect of convection along the radiators. From a certain specific heating output, this is sufficient Convection does not prevent the formation of vapor bubbles on the surface of the radiator. The formation of vapor bubbles results in boiling noises and reduced heat transfer.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Dampfblasenbildung am Heizkörper durch Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des zu erwärmenden Wassers an der Heizkörperoberfläche zu vermindern.The object of the invention is to prevent the formation of vapor bubbles on the radiator by increasing the flow rate to reduce the amount of water to be heated on the radiator surface.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe dadurch gelöst» daß sich das Einströmiohr parallel zur Längsachse des Behälters erstreckt und längs seiner Höhe eine Mehrzahl radialer Bohrungen aufweist und daß der Rohrheizkörper parallel zum Einströmrohr im Behälter verläuft. Dabei wird zur Beströmung die kinetische Energie des Wassers ausgenutzt. Zusammen mit der Konvektion entsteht eine wendeiförmige, nach oben gerichtete Wasserströmung. Aus den Bohrungen wird der Heizkörper im wesentlichen senk- :According to the invention, the above object is achieved in that the inflow pipe is parallel to the longitudinal axis of the Extends the container and has a plurality of radial bores along its height and that the tubular heater is parallel runs to the inflow pipe in the container. The kinetic energy of the water is used for the flow. Together with the convection, a helical, upwardly directed water current is created. the end the radiator is essentially countersunk:

recht zu seiner Oberfläche angeströmt. Dies setzt die Dampfblasenbildung herab, wodurch Siedegeräusche ver- \ flowed right towards its surface. This sets the vapor lock down, which comparable boiling noises \

mindert sind und die Wärmeabfuhr verbessert ist.are reduced and the heat dissipation is improved.

- 3 - I- 3 - I.

t t · ·t t · ·

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist das Einströmrohr nahe bei der Behälterwand angeordnet. Vorzugsweise sind die Bohrungen tangential zum Behälterumfang gerichtet.In a preferred embodiment of the invention that is Inflow pipe arranged close to the container wall. The bores are preferably tangential to the container circumference directed.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß ausfallender Wasserstein und Kalk vcm dem Heizkörper abgespült wird. Kalk und Wasserstein sammeln sich am Behälterboden.Another advantage of the invention is that precipitating scale and lime vcm the radiator is rinsed off. Lime and scale collect on the bottom of the container.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung zeigen:Further advantageous embodiments of the invention result from the following description of the drawings. In the drawing show:

Figur 1 einen Durchlauferhitzer schematisch undFigure 1 shows a water heater schematically and

Figur 2 eine Ansicht des Durchlauferhitzers längs der Linie II-II nach Figur 1.Figure 2 is a view of the water heater along the Line II-II according to Figure 1.

Ein Durchlauferhitzer weist einen zylindrischen Behälter mit einer Längsachse 2 auf. Parallel zur Längsachse verläuft ein Kaltwasser-Einströmrohr 3· Dieses liegt exentrisch zur Längsachse 2 nahe an der Wand des Behälters 1. Das Einströmrohr 3 weist über seine Länge verteilt Bohrungen h auf, welche tangential zum Behälter 1 gerichtet sind.A flow heater has a cylindrical container with a longitudinal axis 2. A cold water inflow pipe 3 runs parallel to the longitudinal axis. This lies eccentrically to the longitudinal axis 2 close to the wall of the container 1. The inflow pipe 3 has bores h distributed over its length, which are directed tangentially to the container 1.

Das Einströmrohr 3 trägt etwa mittig einen Rohrflansch. Dieser Fohrflansch wird durch eine seitliche Öffnung in der Behälterwand nach außen geführt und dort mittels Verschraubung an der Behälterwand festgelegt. Die Verschraubung dient neben der Befestigung des Einströmrohres gleichzeitig der Kaltwasserzuleitung. Die Enden des Einströmrohres sind verschlossen, sodaß das Kaltwasser allein durch die Bohrungen 4 in den Behälter einströmt.The inlet pipe 3 carries a pipe flange approximately in the middle. This Fohrflansch is led to the outside through a lateral opening in the container wall and is fixed there by means of a screw connection to the container wall. In addition to securing the inlet pipe, the screw connection also serves as the cold water supply line. The ends of the inlet pipe are closed, so that the cold water flows into the container through the holes 4 alone.

■ - 4 -■ - 4 -

ι ι I ι ·ι ι I ι ·

-A--A-

In dem Behälter 1 sind haarnadelförraige elektrische Rohrheizkörper 5 angeordnet. Diese verlaufen in ihrer Haupterstreckung parallel zum Einströmrohr 3· Sie liegen ebenfalls exentrisch zur Längsachse 2. Oben am Behälter 1 ist ein Heißwasser-Auslaßstutzen 6 angeschlossen.In the container 1 are hairpin-shaped electrical Tubular heater 5 arranged. The main extent of these runs parallel to the inflow pipe 3 · They are located also eccentric to the longitudinal axis 2. At the top of the container 1, a hot water outlet connection 6 is connected.

Die Funktionsweise des beschriebenen Durchlauferhitzers ist etwa folgende:How the water heater described works is something like this:

Kaltwasser tritt durch die Bohrungen k mit hoher Geschwindigkeit in den Behälter 1 ein. Dabei entsteht in diesem eine Rotationsströmung. Durch die von den heißen Heizkörpern 5 hervorgerufene Konvektion überlagert sich der Rotationsströtnung eine vertikale Strömungskomponente, so daß insgesamt eine wendeiförmige f, Wasserströmung S entsteht. Durch die Strömung werdenCold water enters the container 1 through the bores k at high speed. A rotational flow is created in this. As a result of the convection caused by the hot radiators 5, a vertical flow component is superimposed on the rotational flow, so that overall a helical f, water flow S is created. Be by the current

_; die Rohrheizkörper 5 senkrecht zu ihrer Oberfläche ange-_; the tubular heating elements 5 perpendicular to their surface

jj strömt. Dadurch erfolgt eine intensive Wärmeableitung.yy flows. This results in intensive heat dissipation.

jf Von obenliegenden Bohrungen werden die Rohrheizkörper 5jf The tubular heating elements 5

η auch oben mit Kaltwasser beströmt, so daß auch in oberen η also flows with cold water at the top, so that also in the upper

■| Bereichen der Rohrheizkörper keine Überhitzung auftritt.■ | No overheating occurs in the areas of the tubular heating element.

P Durch die strömungsintensive Bespülung der Rohrheiz-P Due to the flow-intensive purging of the tubular heating

körper wird die Neigung zur Dampfblasenbildung vermindertbody, the tendency to form vapor bubbles is reduced

und die Wärmeübertragung verbessert. Gleichzeitig werden Kalk- oder Wassersteinablagerungen abgespült.and improves heat transfer. Limescale or scale deposits are rinsed off at the same time.

Die Bohrungen k können düsenförmig geformt sein. Sie können unterschiedliche Durchmesser in der Weise aufweisen, daß die Querschnitte oberer Bohrungen kleiner sind als die unterer Bohrungen.The bores k can be shaped like a nozzle. You can have different diameters in such a way that the cross sections of the upper holes are smaller than the lower holes.

Claims (1)

PatentansprücheClaims 15.4.8215.4.82 1.1 Elektrischer Durchlauferhitzer mit zylindrischem Wasserbehälter, einem Einströmrohr für das zu beheizende Wasser und einer wendeiförmigen Wasserströmung im Behälter, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Einstrumrohr (3) parallel zur Längsachse (2) des Behälters (1) erstreckt und längs seiner Höhe eine Mehrzahl radialer Bohrungen (4) aufweist und daß der Rohrheizkörper (5) parallel zum Einströmrolir (3) im Behälter (1) verläuft.1.1 Electric instantaneous water heater with cylindrical Water tank, an inlet pipe for the water to be heated and a helical water flow in the Container, characterized in that the Einstrumrohr (3) extends parallel to the longitudinal axis (2) of the container (1) and along its height a plurality of radial Has bores (4) and that the tubular heating element (5) runs parallel to the inlet roller (3) in the container (1). 2. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einströmrohr (3) nahe bei der Rohrwandung verläuft und der Rohrheizkörper (5) exentrisch zur Längsachse (2) angeordnet ist.2. Flow heater according to claim 1, characterized in that the inflow pipe (3) close to the pipe wall runs and the tubular heater (5) is arranged eccentrically to the longitudinal axis (2). 3. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch3. Water heater according to claim 1 or 2, characterized gekennzeichnet, daß die Bohrungen (h) tangential zum Behälterumfang gerichtet sind.characterized in that the bores (h) are directed tangentially to the container circumference. k. Durchlauferhitzer nach einem der vorhergehenden k. Instantaneous water heater according to one of the preceding Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, haarnadelförmig gebogene Rohrheizkörper (5) vorgesehen sind und daß die Bohrungen (k) bis in die Höhe der haarnadelförmigen Biegung reichen.Claims, characterized in that several, hairpin-shaped curved tubular heating elements (5) are provided and that the bores (k) extend up to the level of the hairpin-shaped bend. 5. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einströmrohr (3) etwa mittig mit einem Rohrflansch versehen ist, mit dessen Hilfe das Einströmrohr seitlich durch die Behälterwand des Behälters (1) geführt und mittels Verschraubung befestigt ist.5. Water heater according to claim 1 and 2, characterized in that that the inflow pipe (3) is provided approximately in the middle with a pipe flange, with the help of which the inflow pipe laterally through the The container wall of the container (1) is guided and fastened by means of a screw connection. 6. Durchlauferhitzer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Einströmrohres (3) mittels Quetschung verschlossen sind.6. Flow heater according to claim 5, characterized in that the ends of the inflow pipe (3) closed by means of pinching are.
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