DE10340362A1

DE10340362A1 - Throughflow heater has two heating ducts arranged in series with connecting duct sealed to prevent liquid flowing over electrical heating elements

Info

Publication number: DE10340362A1
Application number: DE2003140362
Authority: DE
Inventors: Rudolf Sonnemann; Frank Finis
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 2003-09-02
Filing date: 2003-09-02
Publication date: 2005-03-24

Abstract

The heating tubes (1,2) may be arranged alongside each other with connecting ducts (8) between them. The heater tubes (3) have resistance heating sheets (5) around the outside surfaces which are sealed (12) from the heated liquid medium.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Durchlauferhitzer mit Strömungsheizkörper, dessen Innenraum einen Strömungsschacht bildet, und an dessen Außenseite eine Heizleiterschicht angeordnet ist.The The invention relates to an electric instantaneous water heater with a flow heater whose interior a flow shaft forms, and on the outside a Heizleiterschicht is arranged.

Ein derartiger Durchlauferhitzer ist in der DE 197 20 880 A1 beschrieben. Soll eine Heizleistung von mehreren kW erreicht werden, dann muss die Fläche der Heizleiterschicht entsprechend groß sein. Dementsprechend groß wird der Durchmesser des Strömungsheizkörpers. Um die damit verbundene ungünstige Wasserströmung zu vermeiden, könnte ein Verdrängungskörper in den Innenraum eingesetzt werden. Ein solcher Verdrängungskörper bedeutet einen ungenutzten Bauraum und erschwert den Aufbau.Such a water heater is in the DE 197 20 880 A1 described. If a heating power of several kW is to be achieved, then the surface of the heating conductor layer must be correspondingly large. Accordingly, the diameter of the flow heater becomes large. To avoid the associated unfavorable water flow, a displacement body could be used in the interior. Such a displacement body means an unused space and complicates the structure.

Aus der DE 298 11 677 U1 ist ein Durchlauferhitzer bekannt, dessen Heizblock mehrere parallele Strömungskanäle gleichen Durchmessers bildet. In die Strömungskanäle sind Blankdrahtheizkörper eingesetzt. Zur Anpassung der Heizleistung an die Durchflussmenge werden Blankdrahtheizkörper mit verschiedenen Heizleistungen verwendet, die einzeln oder in Gruppen eingeschaltet werden können. Die Anforderungen hinsichtlich der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) machen die Aufteilung in Heizkörper größerer und kleinerer Heizleistung erforderlich.From the DE 298 11 677 U1 is known a water heater whose heating block forms a plurality of parallel flow channels of the same diameter. In the flow channels bare wire heaters are used. To adapt the heating power to the flow rate, bare wire heaters with different heating capacities are used, which can be switched on individually or in groups. The requirements for electromagnetic compatibility (EMC) make it necessary to divide it into radiators of larger and smaller heating capacity.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Durchlauferhitzer der eingangs genannten Art vorzuschlagen, dessen Gesamtheizleistung auf mehrere Strömungsheizkörper aufgeteilt ist, wobei der Strömungsquerschnitt ohne Verdrängungskörper anpassbar ist.task The invention is a water heater of the aforementioned To propose kind whose total heating power is divided into several flow heaters is, wherein the flow cross-section customizable without displacement body is.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention is the above Problem solved by the features of claim 1.

Dabei lassen sich auch bei großer Gesamtheitsleistung, d.h. Summe der Heizleistung der Strömungsheizkörper, an die Durchflussmenge angepasste Strömungsräume gestalten, ohne dass in diesen Verdrängungskörper nötig sind. Die Querschnitte der Strömungsräume lassen sich an die Heizleistung anpassen, wobei eine große Gesamtheitsleistung durch den Einsatz einer entsprechenden Anzahl von Strömungsheizkörpern erreichbar ist.there can be synonymous with large Total power, i. Sum of the heating power of the radiators, on make the flow rate adjusted flow spaces without in this displacement body are necessary. Leave the cross sections of the flow spaces to adapt to the heating power, with a large total power through the use of a corresponding number of flow heaters can be achieved.

Die Strömungsleiteinrichtung trägt die Strömungsheizkörper und verbindet deren Strömungsschächte. Mittels der Abdichtungen bleiben die Heizleiterschichten trocken.The flow guide wears the Flow heaters and connects their flow shafts. through the seals, the heat conductor layers remain dry.

Die Strömungsheizkörper können als Serienbauteile vorgefertigt werden. Bei der Fertigung des Durchlauferhitzers wird die für die Gesamtheizleistung, beispielsweise 18 kW, 21 kW, 24 kW, 27 kW, nötige Anzahl der Strömungsheizkörper in die Strömungsleiteinrichtung eingesetzt. Es können auch für unterschiedliche Durchlauferhitzertypen unterschiedlich gestaltete Strömungsleiteinrichtungen vorgesehen sein, in die Strömungsheizkörper aus der Serie einsetzbar sind.The Flow heaters can as Standard components are prefabricated. In the production of the water heater will the for the total heating power, for example 18 kW, 21 kW, 24 kW, 27 kW, required number the flow heater in the flow guide used. It can also for different Water heater types differently shaped flow control be provided in the flow heaters the series can be used.

Zur Anpassung können die Heizleistungen und/oder die Strömungsquerschnitte der in die Strömungsleiteinrichtung eingesetzten Strömungsheizkörper unterschiedlich sein.to Customization can the heating capacities and / or the flow cross sections of the in the flow guide inserted flow heaters different be.

In Ausgestaltung bildet die Strömungsleiteinrichtung für jeden Strömungsheizkörper eine Aufnahmekammer, an deren Wandung der Strömungsheizkörper beidendig abgedichtet ist, wobei zwischen der Heizleiterschicht und der Wandung ein Abstandsraum besteht und die elektrischen Anschlüsse der Heizleiterschicht durch die Wandung herausgeführt sind.In Embodiment forms the flow guide for each A flow heater one Receiving chamber, sealed at the wall of the flow heater at both ends is, wherein between the Heizleiterschicht and the wall a distance space exists and the electrical connections of the heat conductor layer through the wall are led out.

Bei einer anderen Ausgestaltung besteht die Strömungsleiteinrichtung aus Endkörpern, wobei sich die Strömungsheizkörper zwischen den Endkörpern erstrecken und mit ihren einen Enden am einen Endkörper und mit ihren anderen Enden am anderen Endkörper abgedichtet gehalten sind.at In another embodiment, the flow guiding device consists of end bodies, wherein the flow heaters between the final bodies extend and with their one ends on one end body and are held sealed at their other ends on the other end body.

In weiterer Ausgestaltung kann zur örtlichen Anpassung der Strömungsgeschwindigkeit und/oder der Heizleistung zum Zwecke einer guten Wärmeübertragung der Strömungsquerschnitt des Strömungsheizkörpers sich in Strömungsrichtung verkleinern und/oder die Heizleistung der Heizleiterschicht in Strömungsrichtung abnehmen. Dies ist in der älteren Patentanmeldung 103 22 034.8 beschrieben.In Another embodiment may be for local adaptation the flow velocity and / or the heating power for the purpose of good heat transfer the flow cross section the flow heater itself in the flow direction reduce and / or the heating power of the heat conductor layer in the flow direction lose weight. This is in the older one Patent application 103 22 034.8 described.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und den Unteransprüchen. In der Zeichnung zeigen:Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments and the dependent claims. In the drawing show:

1 schematisch einen Längsschnitt eines Durchlauferhitzers, 1 schematically a longitudinal section of a water heater,

2 eine Alternative zu 1, 2 an alternative to 1 .

3 einen Schnitt längs der Linie III-III nach 2 und 3 a section along the line III-III after 2 and

4 ein weiteres Ausführungsbeispiel schematisch. 4 a further embodiment schematically.

In den Figuren sind zur Vereinfachung der Darstellung jeweils nur zwei Strömungsheizkörper 1,2 dargestellt. In der Praxis kann der Durchlauferhitzer mehr als zwei Strömungsheizkörper in entsprechender Anordnung aufweisen.In the figures, only two flow heaters are to simplify the illustration 1 . 2 shown. In practice, the water heater can have more than two flow heaters in a corresponding arrangement.

Der Strömungsheizkörper 1,2 weist ein gerades Rohrstück 3 auf, dessen Innenraum einen Strömungsschacht 4 bildet und dessen Außenseite eine Heizleiterschicht 5 mit elektrischen Anschlüssen 6 trägt. Das Rohrstück 3 besteht beispielsweise aus Edelstahl. Die Heizleiterschicht 5 ist beispielsweise in Dickschichttechnik auf das Rohrstück 3 aufgedruckt. Zwischen dem Rohrstück 3 und der Heizleiterschicht 5 ist eine wärmeleitende und elektrisch isolierende Zwischenschicht vorgesehen.The flow heater 1 . 2 has a straight piece of pipe 3 on whose interior a flow shaft 4 forms and the outside of a Heizleiterschicht 5 with electrical connections 6 wearing. The pipe piece 3 For example, it is made of stainless steel. The heating conductor layer 5 is for example in thick film technology on the pipe section 3 printed. Between the pipe section 3 and the Heizleiterschicht 5 a heat-conducting and electrically insulating intermediate layer is provided.

Zur Aufnahme der Strömungsheizkörper 1,2 dient eine Strömungsleiteinrichtung 7, die Strömungsumlenkräume 8 und einen Strömungszulaufstutzen 9 sowie einen Strömungsablaufstutzen 10 bildet. Die Strömungsleiteinrichtung 7 besteht vorzugsweise aus Kunststoff.For holding the flow heaters 1 . 2 serves a flow guide 7 , the flow deflection spaces 8th and a flow inlet nozzle 9 and a flow outlet 10 forms. The flow guide 7 is preferably made of plastic.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den 1 bis 3 ist in der Strömungsleiteinrichtung 7 für jeden Strömungsheizkörper 1 eine Aufnahmekammer 11 gestaltet. In der jeweiligen Aufnahmekammer 11 ist der Strömungsheizkörper 1 mittels Abdichtelementen 12,13, beispielsweise O-Ringen, beidendig abgedichtet gehalten. Dabei besteht zwischen der Heizleiterschicht 5 und der Wandung der jeweiligen Aufnahmekammer 11 ein Abstandsraum 14 zwischen den Abdichtelementen 12,13. Die Abstandsräume 14 sind dabei nicht durchströmt, so dass die Heizleiterschicht 5 trocken liegt. Der Abstandraum 14 bildet eine thermische Isolation zur Wandung der Aufnahmekammer 11.In the embodiments of the 1 to 3 is in the flow guide 7 for every flow heater 1 a receiving chamber 11 designed. In the respective receiving chamber 11 is the flow heater 1 by means of sealing elements 12 . 13 , For example, O-rings, kept sealed at both ends. It consists between the Heizleiterschicht 5 and the wall of the respective receiving chamber 11 a distance space 14 between the sealing elements 12 . 13 , The distance spaces 14 are not flowed through, so that the Heizleiterschicht 5 is dry. The distance space 14 forms a thermal insulation to the wall of the receiving chamber 11 ,

Beim Ausführungsbeispiel nach 1 liegen die Aufnahmekammern 11 parallel nebeneinander in der Strömungsleiteinrichtung 7. Das zu beheizende Wasser fließt vom Zulaufstutzen 9 durch den Strömungsumlenkraum 8 in den Strömungsschacht 4 des Strömungsheizkörpers 1, verlässt diesen und strömt durch den weiteren Strömungsumlenkraum 8 in den Strömungsschacht 4 des Strömungsheizkörpers 2 und verlässt diesen zum Ablaufstutzen 10. Die Abstandsräume 14 werden dabei nicht durchströmt.According to the embodiment 1 lie the receiving chambers 11 parallel next to each other in the flow guide 7 , The water to be heated flows from the inlet connection 9 through the flow deflection space 8th in the flow shaft 4 of the flow heater 1 , leaves it and flows through the further flow deflection space 8th in the flow shaft 4 of the flow heater 2 and leaves it to the drain neck 10 , The distance spaces 14 are not flowed through.

Beim Ausführungsbeispiel nach den 2 und 3 liegen die Aufnahmekammern 11 konzentrisch ineinander. Dementsprechend ist der Durchmesser der inneren Aufnahmekammer 11' kleiner als der Durchmesser der äußeren Aufnahmekammer 11''. Entsprechend ist der Durchmesser des Rohrstücks 3 des Strömungsheizkörpers 1 kleiner als der Durchmesser des Rohrstücks 3 des Strömungsheizkörpers 2. Vom Zulaufstutzen 9 strömt das zu beheizende Wasser durch den Strömungsschacht 4 des Strömungsheizkörpers 1, wird im Strömungsumlenkraum 8 verteilt und strömt in den Strömungsschacht 4 des Strömungsheizkörpers 2 und sammelt sich zum Ablaufstutzen 10. Dabei bildet der Strömungsheizkörper 1 in vorteilhafter Weise einen Verdrängungskörper innerhalb des Strömungsheizköpers 2, wodurch das Fluid am Strömungsheizkörper 2 gezielt entlanggeführt wird. Der Durchmesser des Strömungsheizkörpers 2 kann hierdurch so groß gewählt werden, dass sich eine optimale Strömung und Wärmeübertragung ergibt.In the embodiment of the 2 and 3 lie the receiving chambers 11 concentric with each other. Accordingly, the diameter of the inner receiving chamber 11 ' smaller than the diameter of the outer receiving chamber 11 '' , Accordingly, the diameter of the pipe section 3 of the flow heater 1 smaller than the diameter of the pipe section 3 of the flow heater 2 , From the inlet nozzle 9 the water to be heated flows through the flow shaft 4 of the flow heater 1 , becomes in the flow deflection space 8th distributed and flows into the flow shaft 4 of the flow heater 2 and collects to the drain neck 10 , In this case forms the flow heater 1 advantageously a displacement body within the Strömungsheizköpers 2 , whereby the fluid at the flow heater 2 is guided along targeted. The diameter of the flow heater 2 This can be chosen so large that there is an optimal flow and heat transfer.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach 4 ist die Strömungsleiteinrichtung 7 von Endkörpern 15,16 gebildet. Die Strömungsheizkörper 1,2 erstrecken sich frei zwischen den Endkörpern 15,16 und sind mit diesen über die Abdichtelemente 12,13 verbunden. Die elektrischen Anschlüsse 6 sind dabei im Raum zwischen den Endkörpern 15,16 gut zugänglich und dort verschaltbar. Zur Erhöhung der Stabilität können die Endkörper 15,16, beispielsweise mittels Zugankern oder mittels eines Gehäuses, aneinander befestigt werden. Das zu erwärmende Wasser fließt von einem Zulaufstutzen 9 durch den Strömungsschacht 4 des Strömungsheizkörpers 1 in einen Strömungsumlenkraum 8 des Endkörpers 16 und von diesem durch den Strömungsschacht 4 des Strömungsheizkörpers 2 zum Ablaufstutzen 10.According to the embodiment 4 is the flow guide 7 of final bodies 15 . 16 educated. The radiators 1 . 2 extend freely between the end bodies 15 . 16 and are with these on the sealing elements 12 . 13 connected. The electrical connections 6 are in the space between the end bodies 15 . 16 easily accessible and interconnectable. To increase the stability, the end bodies 15 . 16 , For example, by means of tie rods or by means of a housing, are fastened together. The water to be heated flows from an inlet nozzle 9 through the flow shaft 4 of the flow heater 1 into a flow deflection space 8th of the end body 16 and from this through the flow shaft 4 of the flow heater 2 to the drain neck 10 ,

In 4 sind an den Endkörpern 15,16 Aufnahmestellen 17 dargestellt, in die sich, wenn eine größere Heizleistung gewünscht ist, ein weiterer Strömungsheizkörper einsetzen lässt. Die Aufnahmestellen 17 sind verschlossen, wenn keine Strömungsheizkörper eingesetzt sind. Das Fluid strömt dann durch andere Strömungsheizkörper 1,2 oder andere Strömungsumlenkräume 8 der Endkörper 15,16.In 4 are at the end bodies 15 . 16 receiving points 17 shown, in which, if a larger heating power is desired, another flow heater can be used. The reception points 17 are closed when no flow heaters are used. The fluid then flows through other flow heaters 1 . 2 or other flow deflection spaces 8th the end body 15 . 16 ,

Auch beim Ausführungsbeispiel nach 1 ist es möglich, in die in 1 nicht bestückte Aufnahmekammer 18 im Bedarfsfall einen weiteren Strömungsheizkörper 1 mit Abdichtelementen einzusetzen.Also in the embodiment according to 1 is it possible in the in 1 unequaled receiving chamber 18 if necessary, another flow heater 1 use with sealing elements.

Claims

Electric water heater with a flow heater whose interior forms a flow shaft and on the outside of a Heizleiterschicht is arranged. characterized in that at least two flow heaters ( 1 . 2 ) on a flow guiding device ( 7 ) are arranged, the at least one Strömungsumlenkraum ( 8th ) and a flow inlet nozzle ( 9 ) and a flow outlet ( 10 ) forms that the flow deflection space ( 8th ) the flow from the flow shaft ( 4 ) of a flow heater ( 1 ) in the flow shaft ( 4 ) of the other flow heater ( 2 ) and that the flow radiator ( 1 . 2 ) at both ends on the flow-guiding device ( 7 ) are sealed, that the heat conductor layers ( 5 ) stay unpunished.

Flow heater according to claim 1, characterized in that the heating powers and / or the flow cross sections of the flow heaters ( 1 . 2 ) are different.

Instantaneous water heater according to claim 1 or 2, characterized in that the flow cross-section of the flow heater ( 1 . 2 ) in the flow direction and / or the heat output of the Heizleiterschicht ( 5 ) decreases in the flow direction.

Instantaneous water heater according to one of the preceding claims, characterized in that the flow guiding device ( 7 ) for each flow heater ( 1 . 2 ) a receiving chamber ( 11 ) forms, on the wall of the flow heater ( 1 . 2 ) on both sides by means of sealing elements ( 12 . 13 ) is sealed, wherein between the Heizleiterschicht ( 5 ) and the wall a flow-free distance space ( 14 ) and the electrical connections ( 6 ) of the heating conductor layer ( 5 ) are led out through the wall.

Instantaneous water heater according to claim 4, characterized in that the receiving chambers ( 11 ) in the flow-guiding device ( 7 ) are arranged parallel to each other.

Instantaneous water heater according to claim 4, characterized in that the spacer chambers ( 11 ) of the flow guiding device ( 7 ) are arranged concentrically in one another.

Instantaneous water heater according to one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that the flow guiding device ( 7 ) of two end bodies ( 15 . 16 ), wherein the flow heaters ( 1 . 2 ) between the end bodies ( 15 . 16 ) and with their one ends on the end body ( 15 ) and with their other ends on the other end body ( 16 ) are kept sealed.