EP1026467A2 - Plattenwärmeübertrager für Warmwasserbereitung und -speicherung - Google Patents

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EP1026467A2
EP1026467A2 EP00250027A EP00250027A EP1026467A2 EP 1026467 A2 EP1026467 A2 EP 1026467A2 EP 00250027 A EP00250027 A EP 00250027A EP 00250027 A EP00250027 A EP 00250027A EP 1026467 A2 EP1026467 A2 EP 1026467A2
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EP
European Patent Office
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plate
stack
water
heat transfer
openings
Prior art date
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EP00250027A
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EP1026467B1 (de
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Peter Rehberg
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Patente Rehberg Lauer
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Patente Rehberg Lauer
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/04—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element
    • F28F3/042—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element
    • F28F3/046—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element the deformations being linear, e.g. corrugations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
    • F28D9/0043—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
    • F28D9/005—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another the plates having openings therein for both heat-exchange media

Definitions

  • the invention relates to a plate heat exchanger with the hot water can be prepared and stored using rectangular heat transfer plates exists, which are stacked between two thicker end plates and with the valves open on both sides in counterflow of heating water and Process water flows around, a bowl-shaped raised rim have, whose heat exchanger surfaces are provided with profiles that intersect at adjacent heat transfer plates that are in the corners Have breakthroughs on truncated cones with common axes, on the one hand or other side of the heat transfer plates are embossed, and the places where they touch each other in the stack, welded or soldered are.
  • Known water heating systems basically consist of heat exchangers and memory.
  • a flow heater is a pressurized hot water tank assigned . Both are so big that they are in a separate one Space, preferably basement, must be accommodated. Out of it there are long pipes between the hot water tank and the taps. To still ensure that hot water when dispensing and no chilled water reaches the consumer is between the Dispensing points and the storage provided a circulation circuit the hot water from the storage tank to the when the tap is closed Dispensers and back to storage is promoted. That is with one high capital expenditure and high operating costs.
  • process water must not be increased significantly above 70 ° C, because above this temperature the minerals dissolved in the water are strengthened be eliminated and become a scale in the heat exchanger precipitate, the heat transfer deteriorate and the service life shorten the heat exchanger.
  • DE-OS 36 22 139 proposes in a hot water system at least one tap with a controllable water drain valve to be provided by a near the consumer agency arranged temperature sensor when falling below a predetermined Limit temperature is opened. This ensures that no Hot water with a temperature below this setpoint to the consumer reached. This prevents the risk of legionella.
  • DE-OS 40 35 115 describes an arrangement for the removal of warm or hot domestic water of drinking water quality, which is next to one Instantaneous water heater and a store has another smaller store, whose water temperature can be set by the consumer and the is monitored with the help of temperature sensors and a control unit.
  • DE-PS 197 21 745 provided the domestic water of the interior in a spiral to run in counterflow through the heating water.
  • EP 0 819 892 describes a water heater described in EP 0 178 351, which consists of a cylindrical tank for the heating water and an in an insert along the wall led pipe coil for the domestic water exists, further developed in that the heating water the Tanks not in the same direction as the process water, but in countercurrent flowed through to him. This makes heat transfer essential improved.
  • the process water is to be stored in a container be by heating water in a coil that is at the bottom of the Container forms a spiral, heat is supplied. Immediately above the A temperature sensor is arranged on the spiral wall, avoid overheating of the domestic water above the setpoint.
  • Such temperature sensors are part of new water heaters the state of the art. You will be connected to a control unit and steep valves to prevent overheating of the domestic water and thus to reduce scale formation, but also to prevent it subcooling of the domestic water. In the former case the supply of heating water is interrupted by closing a valve, in the second, the heating water inlet valve is opened.
  • heat exchangers Compared to the tanks mentioned, heat exchangers have one greater efficiency, which consist of similar panels and stack are put together.
  • the edges of the mostly rectangular plates are bowl-shaped above their levels and in the corners are embossed on Truncated cone openings formed.
  • Your heat exchanger surfaces are profiled to reduce the turbulence of the heat exchange media flowing between the plates to increase and enlarge the heat exchanger surfaces.
  • Adjacent plates in the stack are at 180 ° to each other in their levels rotated so that they are impressed at an acute angle to the axes of the plates Cross profiles, which keeps the panels at a distance become .
  • the height of the profiles corresponds to half the thickness of the Flow gaps between the plates.
  • the stacked plates are soldered or welded at the points of contact, or the plates are held together by screw connections and provided with seals at the edges.
  • the flow gaps between the plates are alternately used water or heating water flows through.
  • the counterflow is preferred, because there is a heat gradient over the entire length of the flow gap exists, when the fresh water enters the largely cooled Heating water and when the hot water emerges to the inflowing Heating water.
  • EP 0 837 287 relates to such a plate heat exchanger, their four connections for heating water supply and return as well as for Fresh water supply and hot water discharge on one side of the plate stack are arranged. This makes installation in a thermal bath easier.
  • Coaxial with the cold water inlet is a temperature-dependent NTC or PTC resistor arranged when the hot water is drawn on the incoming fresh water reacts and the heating device or the Heating water inflow activated.
  • this monitoring device cannot ensure that warm water to the consumer when the tap is opened Is available and not cooled domestic water and that the domestic water does not exceed a target temperature. That can be done with the known prior art achieved only by a storage container be, the hot water temperature constantly by temperature sensor is monitored and regulated by means of a control unit. For one such a storage container is not sufficient in modern thermal baths Space available. Another problem is that the heating water cools between a water heater and the water heater and then cooled heating water first enters the storage tank. Both conventional storage tanks, this cold heating water mixes with the stored hot heating water and cools the stored hot domestic water below the permissible target temperature.
  • the object of the invention is to design a plate heat exchanger in such a way that that it not only prepares hot water, but if it is observed a target temperature range, even if it is temporary cooled heating water flows in, so that when tapping always immediately Hot water is available in the desired temperature, which Legionella risk is averted and scale formation is avoided.
  • a plate heat exchanger conventional design between its reinforced end plates another plate stack is arranged, the heat transfer plates differ from the first stack in that they are on the domestic water side have larger profiles and thus flow gaps than on the heating water side.
  • On the end plate delimiting this stack are a or more temperature sensors arranged via a control unit Open the control valve for the inlet of heating water when the domestic water falls below a set point temperature, and it closes when the temperature exceeds another setpoint.
  • the lower setpoint is preferred 45 ° C and chosen as the upper 60 ° C.
  • Another effect is that short-term disturbances caused by feeding of chilled heating water can occur due to the in the plate heat exchanger stored hot domestic water can be bridged can .
  • the stored hot water is not only by the Insulation surrounding the plate heat exchanger is protected from cooling down.
  • the narrow flow gaps of the plate heat exchanger prevent that Mix cooled heating water with the stored warm heating water and cool it down. It also primarily serves as a memory Pile more hot domestic water stored than heating water. His Storage volume is dimensioned so that the hot domestic water stored in it sufficient for hot heating water to flow in.
  • the additional effort for a second stack of heat transfer plates is partially in the plate heat exchanger according to the invention compensated by the fact that the heating water when dispensing hot water no cold process water, but already heated process water flows against.
  • the heating water After passing through the first stack, the heating water becomes the second Stack fed to the end plate adjacent to it.
  • the cold service water and the heating water return are on the first Stack passed.
  • the heat transfer plates provided with six openings, except the last one Plate of the first stack and the first plate of the second stack, the five breakthroughs received, as well as the penultimate plate of the second stack with four and the last plate of the second stack with two openings.
  • the circular openings are on truncated cones, which lead to the one or the other side of a heat exchanger plate are stamped.

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Abstract

Der Plattenwärmeübertrager besteht aus einem Stapel (1) bekannter Wärmeübertragungsplatten, dem ein zweiter Stapel (4) Wärmeübertragungsplatten nachgeordnet ist, die sich vom ersten Stapel (1) dadurch unterscheiden, daß sie auf der Brauchwasserseite (7) größere Profilierungen und damit Fließspalte aufweisen als auf der Heizwasserseite (8). Die beiden Stapel (1,4) werden von zwei verstärkten Endplatten (2,3) eingeschlossen, von denen die am ersten Stapel die Anschlüsse für Heizwasservor- und -rücklauf und Kaltwasserzu- und Warmwasserablauf trägt und an der anderen Endplatte (3) ein oder mehrere Temperaturmeßfühler (14) angeordnet sind. Der Plattenwärmeübertrager wird von den Medien Heiz- und Brauchwasser bei geöffneten Ventilen im Gegenstrom durchflossen. Um die kompakte Bauform bekannter Plattenwärmeübertrager beizubehalten, sieht eine Ausführungsform vor, die Wärmeübertragungsplatten grundsätzlich mit sechs Durchbrüchen (9) auf Kegelstümpfen zu versehen, die in den Eckbereichen zu je drei an den Längsseiten einer Platte angeordnet und wie die Profilierungen zur einen oder anderen Seite einer Platte (13) eingeprägt sind. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Plattenwärmeübertrager, mit dem Warmwasser bereitet und gespeichert werden kann, der aus rechteckigen Wärmeübertragungsplatten besteht, die zwischen zwei dickeren Endplatten gestapelt sind und bei geöffneten Ventilen beidseitig im Gegenstrom von Heizwasser und Brauchwasser umströmt werden, einen schüsselförmig hochgestellten Rand haben, deren Wärmetauscherflächen mit Profilierungen versehen sind, die sich bei benachbarten Wärmeübertragungsplatten kreuzen, die in den Ecken Durchbrüche auf Kegelstümpfen mit gemeisamen Achsen haben, die zur einen oder anderen Seite der Wärmeübertragungsplatten eingeprägt sind, und die an den Stellen, an denen sie sich im Stapel berühren, verschweißt oder verlötet sind.
Bekannte Warmwasserbereitungsanlagen bestehen grundsätzlich aus Wärmeübertrager und Speicher.
In der DE-OS 26 05 994 ist eine Warmwasserbereitungsanlage beschrieben, bei der ein Durchflußerhitzer einem unter Druck stehenden Warmwasserspeicher zugeordnet ist . Beide sind so groß, daß sie in einem gesonderten Raum, vorzugsweise Keller, untergebracht werden müssen . Daraus ergeben sich lange Rohrleitungen zwischen dem Warmwasserspeicher und den Zapfstellen . Um dennoch sicherzustellen, daß beim Zapfen Warmwasser und kein ausgekühltes Wasser zum Verbraucher gelangt, ist zwischen den Zapfstellen und dem Speicher ein Zirkulationskreislauf vorgesehen, durch den bei geschlossenen Zapfstellen das Warmwasser vom Speicher zu den Zapfstellen und zurück zum Speicher gefördert wird. Das ist mit einem hohen Investitionsaufwand und hohen Betriebskosten verbunden . Weitere Nachteile sind, daß das Warmwasser in dem Speicher nicht gegen die Vermehrung von Legionellen und in dem Durchlauferhitzer nicht vor Überhitzung geschützt ist Erst im Jahr der Anmeldung dieser Erfindung war bekannt geworden, daß sich bei Temperaturen zwischen 32 und 42 °C besonders in stehendem Wasser Kleinstlebewesen, sogenannte Legionellen, sehr stark vermehren und dann insbesondere für ältere und kranke Menschen gesundheitsgefährlich und sogar tödlich sein können, wenn sie von diesen eingeatmet werden. Das macht es erforderlich, die Temperatur von Brauchwasser entweder stets über 42 °C zu halten, oder das Wasser unmittelbar vor Gebrauch kurzzeitig auf 70°C zu erhitzen . Bei dieser Temperatur sterben die Legionellen binnen weniger Sekunden ab . Die Temperatur des Brauchwassers darf aber auch nicht wesentlich über 70 °C erhöht werden, weil oberhalb dieser Temperatur die im Wasser gelösten Mineralien verstärkt ausgeschieden werden und sich als Kesselstein im Wärmeübertrager niederschlagen, den Wärmeübergang verschlechtern und die Nutzungsdauer des Wärmeübertragers verkürzen .
Mit der DE-OS 36 22 139 wird vorgeschlagen, in einer Warmwasserbereitungsanlage mindestens eine Zapfstelle mit einem steuerbaren Wasserablaßventil zu versehen, das durch einen in der Nähe der Verbraucherstelle angeordneten Temperatursensor bei Unterschreitung einer vorgegebenen Grenztemperatur geöffnet wird. Damit kann gesichert werden, daß kein Warmwasser mit einer Temperatur unter diesem Sollwert zum Verbraucher gelangt. So wird der Legionellengefahr vorgebeugt .
Mit dieser Lösung ist jedoch keine kontinuierliche Bereitstellung mit Warmwasser möglich., weil bei Unterschreitung der Solltemperatur erst das unterkühlte Brauchwasser ablaufen muß, bevor wieder Warmwasser zur Verfügung steht . Außerdem ist sie mit einem höheren Wasserverbrauch und höheren Energiekosten verbunden .
Die DE-OS 40 35 115 beschreibt eine Anordnung zur Entnahme von warmem oder heißem Brauchwasser von Trinkwasserqualität, die neben einem Durchlauferhitzer und einem Speicher einen weiteren kleineren Speicher hat, dessen Wassertemperatur vom Verbraucher eingestellt werden kann und die mit Hilfe von Temperaturmeßfühlern und einem Steuergerät überwacht wird .
Auch diese Anlage erfordert durch die Größe der Speicher; die über zwei Umwälzpumpen mit dem Wärmeübertrager verbunden sind, viel Platz und große Investitionsaufwendungen .
Das gilt auch für die in der DE-OS 43 00 292 beschriebene Warmwasserversorgungsanlage, die neben zwei Speichern mehrere Wärmeübertrager vorsieht .
Eine Alternative zu diesen Anlagen sind kleine in der Nähe einer Zapfstelle installierte Warmwasserbereiter. Ein solcher ist in EP 0 602 349 als Doppelmantelspeicher ausgebildet, der in seinem Inneren Brauchwasser speichert und dem zwischen Innen- und Außenwand Heizwasser zugeführt wird .
Um eine gleichbleibende Zapftemperatur zu erreichen, ist in der DE-PS 197 21 745 vorgesehen, das Brauchwasser des Innenraumes in einer Wendel im Gegenstrom durch das Heizwasser zu führen .
Mit dem EP 0 819 892 wird ein in EP 0 178 351 beschriebener Warmwasserbereiter, der aus einem zylindrischen Behälter für das Heizwasser und einer in einem Einsatz entlang der Wandung geführten Rohrwendel für das Brauchwasser besteht, dahingehend weiterentwickelt, daß das Heizwasser den Behälter nicht gleichlaufend mit dem Brauchwasser, sondern im Gegenstrom zu ihm durchströmt. Dadurch wird die Wärmeübertragung wesentlich verbessert .
Nach dem EP 0 825 386 soll das Brauchwasser in einem Behälter gespeichert werden, dem durch Heizwasser in einer Rohrschlange, die am Boden des Behälters eine Spirale bildet, Wärme zugeführt wird . Unmittelbar über der Spirale ist an der Behälterwand ein Temperaturmeßfühler angeordnet, eine Überhitzung des Brauchwassers über den Sollwert vermeiden soll .
Derartige Temperaturmeßfühler gehören bei neuen Warmwasserbereitern zum Stand der Technik. Sie werden in Verbindung mit einer Regeleinheit und Steilventilen zur Verhinderung einer Überhitzung des Brauchwassers und damit zur Verringerung der Kesselsteinbildung, aber auch zur Verhütung einer Unterkühlung des Brauchwassers eingesetzt . Im erstgenannten Fall wird die Zufuhr von Heizwasser durch Schließen eines Ventils unterbrochen, im zweiten wird das Heizwassereinlaßventil geöffnet .
Im Vergleich zu den genannten Behältern haben Wärmeübertrager einen größeren Wirkungsgrad, die aus gleichartigen Platten bestehen und zu Stapeln zusammengefügt sind . Die Ränder der meist rechteckigen Platten sind schüsselförmig über ihren Ebenen aufgestellt und in den Ecken sind auf eingeprägten Kegelstümpfen Durchbrüche eingeformt . Ihre Wärmetauscherflächen sind profiliert, um die Turbulenz der zwischen den Platten fließeden Wärmetauschermedien zu erhöhen und die Wärmetauscherflächen zu vergrößern .
Benachbarte Platten im Stapel sind zueinander um 180° in ihren Ebenen gedreht, so daß sich ihre im spitzen Winkel zu den Achsen der Platten eingeprägten Profilierungen kreuzen, wodurch die Platten auf Abstand gehalten werden . Die Höhe der Profilierungen entspricht dabei der halben Dicke der Fließspalte zwischen den Platten .
An den Berührungsstellen sind die gestapelten Platten gelötet oder verschweißt, oder die Platten werden durch Schraubverbindungen zusammengehalten und an den Rändern mit Dichtungen versehen .
Die Fließspalte zwischen den Platten werden abwechselnd von Brauchwasser oder Heizwasser durchströmt. Dabei wird der Gegenstrom bevorzugt, weil dabei über die gesamte Länge der Fließspalte ein Wärmegefälle besteht, bei Eintritt des Frischwassers zu dem weitgehend abgekühltem Heizwasser und bei Austritt des Warmwassers zu dem einströmenden Heizwasser .
In der DE-OS 2 214 711 ist ein solcher Plattenwärmeübertrager ohne Profilierung der Platten dargestellt, an den ein Boiler zur Warmwasserspeicherung angeschlossen ist.
Das EP 0 837 287 hat einen solchen Plattenwärmeübertrager zum Gegenstand, deren vier Anschlüsse für Heizwasservor- und -rücklauf sowie für Frischwasserzu- und Warmwasserabführung auf einer Seite des Plattenstapels angeordnet sind. Dadurch wird der Einbau in eine Therme erleichtert .
Koaxial zum Kaltwassereinlass ist ein temperaturabhängiger NTC- oder PTC-Widerstand angeordnet, der beim Zapfen von Warmwasser auf das einströmende Frischwasser reagiert und die Heizeinrichtung oder den Heizwasserzufluß aktiviert .
Mit dieser Überwachungseinrichtung kann aber nicht gesichert werden, daß dem Verbraucher beim Öffnen des Zapfhahnes sofort Warmwasser zur Verfügung steht und nicht ausgekühltes Brauchwasser und daß das Brauchwasser eine Solltemperatur nicht überschreitet . Das kann mit dem bekannten Stand der Technik nur durch einen Speicherbehälter erreicht werden, dessen Brauchwassertemperatur ständig durch Temperaturmeßfühler überwacht und mittels einer Regeleinheit reguliert wird . Für einen solchen Speicherbehälter ist in modernen Thermen aber nicht genügend Platz vorhanden . Ein weiteres Problem besteht darin, daß das Heizwasser zwischen einem Wassererhitzer und dem Warmwasserbereiter auskühlt und dann zunächst ausgekühltes Heizwasser in den Speicher eintritt . Bei den herkömmlichen Speichern vermischt sich dieses kalte Heizwasser mit dem gespeicherten warmen Heizwasser und kühlt das gespeicherte warme Brauchwasser unter die zulässige Solltemperatur ab .
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Plattenwärmeübertrager so auszugestalten, daß er nicht nur Warmwasser bereitet, sondern bei Einhaltung eines Solltemperaturbereiches auch speichert, auch wenn kurzzeitig ausgekühltes Heizwasser zufließt, so daß beim Zapfen stets sofort Warmwasser in der gewünschten Temperatur zur Verfügung steht, die Legionellengefahr gebannt ist und Kesselsteinbildung vermieden wird.
Seine vier Anschlüsse für Heiz- und Brauchwasser sollen auf einer Seite des Plattenwärmeübertragers angeordnet sein.
Diese Aufgabe wird erfinderisch dadurch gelöst, daß einem Plattenwärmeübertrager herkömmlicher Bauart zwischen seine verstärkten Endplatten ein weiterer Plattenstapel nachgeordnet wird, dessen Wärmeübertragungsplatten sich von dem ersten Stapel dadurch unterscheiden, daß sie auf der Brauchwasserseite größere Profilierungen und damit Fließspalte aufweisen als auf der Heizwasserseite . Auf der diesen Stapel begrenzenden Endplatte sind ein oder mehrer Temperaturmeßfühler angeordnet, die über eine Regiereinheit ein Stellventil für den Einlaß von Heizwasser öffnen, wenn das Brauchwasser eine Sollwerttemperatur unterschreitet, und es schließen, wenn die Temperatur einen weiteren Sollwert überschreitet . Als unterer Sollwert wird vorzugsweise 45 °C und als oberer 60 °C gewählt . Beim Öffnen des Stellventils strömt über einen der Anschlüsse in der anderen Endplatte Heizwasser in den Plattenwärmeübertrager und erwärmt das in ihm gespeicherte Brauchwasser bis die obere Solltemperatur erreicht ist und das Stellventil geschlossen wird .
Dadurch ist gesichert, daß das Brauchwasser stets eine Temperatur zwischen den beiden Sollwerten hat, daß beim Zapfen keine Legionellengefahr besteht und kein unterkühltes Brauchwasser austritt . Außerdem wird die Temperatur nicht überschritten, bei der das Brauchwasser verstärkt Kesselstein bildet.
Ein weiterer Effekt besteht darin, daß kurzzeitige Störungen, die durch Zuführung von ausgekühltem Heizwasser auftreten können, durch das im Plattenwärmeübertrager gespeicherte warme Brauchwasser überbrückt werden können . Das gespeicherte Warmwasser wird nicht nur durch die den Plattenwärmeübertrager umgebende Isolierung vor Auskühlung geschützt.
Die engen Fließspalte des Plattenwärmeübertragers verhindern, daß sich ausgekühltes Heizwasser mit dem gespeicherten warmen Heizwasser mischen und es abkühlen . Außerdem ist in dem vorrangig als Speicher dienenden Stapel mehr warmes Brauchwasser gespeichert als Heizwasser . Sein Speichervolumen ist so bemessen, daß das in ihm gespeicherte warme Brauchwasser bis zum Nachströmen von heißem Heizwasser ausreicht .
Der zusätzliche Aufwand für einen zweiten Stapel Wärmeübertragungsplatten wird bei dem erfindungsgemäßen Plattenwärmeübertrager teilweise dadurch ausgeglichen, daß dem Heizwasser beim Zapfen von Warmwasser kein kaltes Brauchwasser, sondern bereits erwärmtes Brauchwasser entgegenströmt .
Dadurch ist es möglich, die Größe des ersten Stapels auf eine geringere Zahl von Wärmeübertragungsplatten zu reduzieren . Aus dem gleichen Grunde fallen bei Betrieb des vorgeschlagenen Plattenwärmeübertragers auch keine wesentlich höheren Heizwasserkosten an .
Nach Durchlaufen des ersten Stapels wird das Heizwasser dem zweiten Stapel an der an ihn grenzenden Endplatte zugeführt .
Das kalte Brauchwasser und der Heizwasserrücklauf werden an dem erstem Stapel vorbeigeführt.
Um den Plattenwärmeübertrager ebenso kompakt zu machen wie andere Plattenwärmeübertrager, bei denen alle Heizwasser und Brauchwasser führenden Kanäle und Leitungen im Inneren verlaufen und so vor Beschädigungen und Mißbrauch geschützt sind, werden die Wärmeübertragungsplatten mit sechs Durchbrüchen versehen, ausgenommen ist die letzte Platte des ersten Stapels und die erste Platte des zweiten Stapels, die fünf Durchbrüche erhalten, sowie die vorletzte Platte des zweiten Stapels mit vier und die letzte Platte des zweiten Stapels mit zwei Durchbrüchen.
Die kreisförmigen Durchbrüche befinden sich auf Kegelstümpfen, die zur einen oder anderen Seite einer Wärmetauscherplatte eingeprägt sind .
Im folgenden wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel erläutert :
Fig. 1
zeigt die Seitenansicht eines Plattenwärmeübertragers für Warmwasserbereitung und -speicherung mit den Stapeln 1 und 4 und den Endplatten 2 und 3 . Auf der Endplatte 2 sind die Anschlüsse für Heizwasservor- und -rücklauf und auf der Endplatte 3 ist der Temperaturmeßfühler 14 angeordnet . Die unterschiedliche Breite der wellenförmigen Profilierungen auf der Brauchwasserseite 7 und der Heizwasserseite 8 der Wärmeübertragungsplatten des Stapels 4 hat gegenüber dem Stapel 1 zu unterschiedlich großen Fließspalten geführt bei gleichbleibender Fließspaltdicke.
Fig. 2
zeigt die Draufsicht auf eine Wärmeübertragungsplatte 5 des Stapels 4 sowie Schnitte durch die Durchbrüche 9 . Drei Durchbrüche sind an jeder Längsseite der Wärmeübertragungsplatte angeordnet . Sie sind jeweils auf einem Kegelstumpf eingestanzt . Je drei Kegelstümpfe sind in jede Seite der Platte eingeprägt . Die wellenförmigen Profilierungen sind jeweils bis zur Hälfte der gewünschten Fließspaltdicke eingeprägt Der schüsselförmig hochgestellte Rand überragt die auf der gleichen Seite befindlichen Profilierungen und Kegelstümpfe . Die gleichen Merkmale hat auch die in
Fig. 3
dargestellte Wärmeübertragungsplatte 6 mit dem Unterschied, daß die Profilierungen und Kegelstümpfe in die jeweils andere Seite der Platte eingeprägt sind und die wellenförmigen Profilierungen in eine andere Richtung verlaufen, so daß sich die Profilierungen von benachbarten Platten (5) und (6) im Stapel 4 kreuzen .
Fig. 4
gibt einen Überblick über die Anordnung der Endplatten 2 und 3 sowie der Wärmeübertragungsplatten in den Stapeln 1 und 4 , über die wechselnden Richtungen der Profilierungen, über die Richtung der in die Wärmeübertragungsplatten eingeprägten Kegelstümpfe, über die Lage der eingestanzten und der weggelassenen Durchbrüche in den Wärmeübertragungsplatten sowie über die Fließrichtung von Brauchwasser und Heizwasser im Plattenwärmeübertrager . Im Unterschied zu den anderen Wärmeübertragungsplatten 5 und 6 in den Stapeln 1 und 4, die grundsätzlich sechs Durchbrüche 9 aufweisen, haben die Wärmeübertragungsplatten 10 und 11 fünf Durchbrüche 9, die Wärmeübertragungsplatte 12 vier Durchbrüche 9 und die Wärmeübertragungsplatte 13 zwei Durchbrüche 9 .
Fig. 5
stellt die Platte 13 in der Draufsicht dar, welche nur zwei Durchbrüche hat und eine Profilierung, die im Unterschied zu allen anderen Wärmeübertragerplatten parallel zum Plattenrand verläuft und die für Kanäle Heizwasservor- und -rücklauf verbindet . Auf der Brauchwasserseite dieser Platte befindet sich ein breiterer Fließspalt als bei anderen Platten. Der Plattenrand dieser Wärmeübertragungsplatte 13 ist im Gegensatz zu den anderen Wärmeübertragungsplatten nicht schüsselförmig aufgestellt, sondern schließt im Stapel 4 am Rand der Wärmeübertragungsplatte 12 ab .
Fig. 6
zeigt in einem Schnitt durch den Stapel 4 die unterschiedlich großen Fließspalte für Brauchwasser und Heizwasser bei gleicher Dicke der Fließspalte zwischen den Wärmeübertragungsplatten 5 und 6 .

Claims (5)

  1. Plattenwärmeübertrager für Warmwasserbereitung und - speicherung, bestehend aus rechteckigen Wärmeübertragungsplatten, die zwischen zwei dickeren Endplatten gestapelt sind und bei geöffneten Ventilen beidseitig vorzugsweise im Gegenstrom von Heizwasser und Brauchwasser umströmt werden, einen schüsselförmig hochgestellten Rand haben, in deren Wärmeübertragungsflächen zu beiden Seiten Profilierungen eingeprägt sind, die sich bei benachbarten Wärmeübertragungsplatten kreuzen, die in den Ecken Durchbrüche auf Kegelstümpfen mit gemeinsamen Achsen aufweisen, die zur einen oder anderen Seite der Wärmeübertragungsplatten eingeprägt sind, und die an den Berührungsstellen verschweißt oder verlötet sind, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Endplatte (2), die vier Anschlüsse für Heizwasservor- und Heizwasserrücklauf und Frischwasserzulauf und Warmwasserablauf hat, und dem Stapel (1) aus Wärmeübertragungsplatten und vor der Endplatte (3) ein weiterer Stapel (4) aus den sich abwechselnden Wärmeübertragungsplatten (5) und (6) nachgeordnet ist, die auf der Brauchwasserseite größere Profilierungen als auf der Heizwasserseite haben, wodurch die zwischen ihnen eingeschlossenen Fließspalte (7) für das Brauchwasser einen größeren Querschnitt aufweisen als die zwischen ihnen eingeschlossenen Fließspalte (8) für das Heizwasser.
  2. Plattenwärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeübertragungsplatten in den Stapeln (1) und (4) deckungsgleich sechs Durchbrüche (9) haben mit Ausnahme der letzten Platte (10) des Stapels (1) und der ersten Platte (11) des Stapels (4), die fünf Durchbrüche haben, sowie der vorletzten Platte (12) des Stapels (4) mit vier Durchbrüchen und der letzten Platte (13) des Stapels (4) mit zwei Durchbrüchen. Stapels (1) und der ersten Platte (11) des Stapels (4), die fünf Durchbrüche haben, sowie der vorletzten Platte (12) des Stapels (4) mit vier Durchbrüchen und der letzten Platte (13) des Stapels (4) mit zwei Durchbrüchen.
  3. Plattenwärmeübertrager nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (13) im Unterschied zu den anderen Wärmeübertragungsplatten des Stapels (2) in ihrer Wärmeübertragungsfläche nur eine Profilierung hat, die parallel zur Längsseite der Platte (13) eingeprägt ist und die Kanäle für Heizwasservor- und -rücklauf verbindet, die durch die mit Durchbrüchen versehenen Kegelstümpfe der anderen Wärmeübertragungsplatten (5) und (6) gebildet werden, und daß sich im Fließspalt zwischen den Platten (12) und (13) nur Brauchwasser befindet .
  4. Plattenwärmeübertrager nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierungen einen sinus- , halbkreis- oder trapezförmigen Querschnitt haben und mit Ausnahme der Profilierung in der Platte (13) wellenförmig in die Wärmeübertragungsflächen eingeprägt sind.
  5. Plattenwärmeübertrager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß an der Endplatte (4) ein oder mehrere Temperaturmeßfühler (14) angeordnet sind .
EP00250027A 1999-02-05 2000-01-27 Plattenwärmeübertrager für Warmwasserbereitung und -speicherung Expired - Lifetime EP1026467B1 (de)

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