[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher zwischen einem Kältemittel einer
Wärmepumpe und Brauchwasser mit einem schraubenförmig gebogenen Leitungsrohr für das
Kältemittel.
[0002] Um Brauchwasser in einem Brauchwasserspeicher im Wärmeaustausch zu erwärmen, ist
es bekannt, in den Brauchwasserspeicher eine in mehreren Windungen schraubenförmig
gebogene Rohrschlange für einen erwärmten Wärmeträger einzusetzen. Wird als Wärmeträger
das Kältemittel einer Wärmepumpe eingesetzt, so besteht die Gefahr, daß bei einem
Leckwerden der Rohrschlange Kältemittel in das Brauchwasser gelangt. Aus diesem Grunde
wird der Wärmeaustausch nicht unmittelbar zwischen dem Kältemittel der Wärmepumpe
und dem Brauchwasser durchgeführt, sondern über einen zusätzlichen Wärmeträger, üblicherweise
Wasser, so daß eine allenfalls auftretende Leckage des Kältemittels höchstens den
zusätzlichen Wärmeträger, nicht aber das Brauchwasser verunreinigt werden kann, das
im Wärmeaustausch mit dem zusätzlichen Wärmeträger erwärmt wird. Nachteilig ist allerdings
der damit verbundene Konstruktionsaufwand, weil für einen Wärmeaustausch einerseits
zwischen dem erwärmten Kältemittel und dem zusätzlichen Wärmeträger und anderseits
zwischen dem zusätzlichen Wärmeträger und dem Brauchwasser gesorgt werden muß.
[0003] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher zwischen einem
Kältemittel einer Wärmepumpe und Brauchwasser zu schaffen, der ohne zusätzlichen Wärmeträger
auskommt und die erforderliche Sicherheit bietet, daß gegebenenfalls auftretende Leckage
des Kältemittels nicht in das Brauchwasser gelangen kann.
[0004] Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß das Leitungsrohr für das Kältemittel
mit Spiel in ein Schutzrohr eingesetzt und mit dem Schutzrohr unter einer gegenseitigen
Anlage in einem bezüglich der Rohrachse gegenüberliegenden Umfangsbereich quer zur
Schraubungsachse abgeflacht ist.
[0005] Da das Schutzrohr das Leitungsrohr für das Kältemittel der Wärmepumpe umschließt,
wird eine allenfalls auftretende Leckage des Kältemittels vom Schutzrohr aufgefangen
und kann daher nicht in das Brauchwasser gelangen, so daß ein unmittelbarer Wärmeaustausch
zwischen dem Kältemittel und dem Brauchwasser möglich wird, wenn für einen entsprechenden
Wärmeübergang vom Leitungsrohr des Kältemittels auf das Schutzrohr gesorgt wird. Dieser
Wärmeübergang ergibt sich in einfacher Weise dadurch, daß die beiden mit Spiel ineinandergesteckten
Rohre auf einander bezüglich der Rohrachse gegenüberliegenden Seiten flachgedrückt
werden und sich aufgrund dieser Verformung in gegenüberliegenden Umfangsbereichen
flächig aneinander legen. Diese Berührungsflächen entlang der gesamten Windungen stellen
einen ausreichenden Wärmeübergang vom Leitungsrohr für das Kältemittel zum Schutzrohr
sicher, über das das Brauchwasser erwärmt wird. Das Spiel zwischen den beiden Rohren
erlaubt ein einfaches Einführen des Leitungsrohres in das Schutzrohr, bevor die ineinandergesteckten
Rohre gebogen werden. Dieses Spiel ist so zu bemessen, daß beim Zusammendrücken der
Rohre eine entsprechende Berührungsfläche erreicht wird.
[0006] Der verbleibende Zwischenraum zwischen den aufgrund der gemeinsamen Abflachung aneinanderliegenden
Rohre kann zumindest teilweise mit einem wärmeleitenden Werkstoff ausgefüllt werden,
um den Wärmeübergang vom Leitungsrohr auf das Schutzrohr zusätzlich zu verbessern.
[0007] Zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers mit einem schraubenförmig gebogenen
Leitungsrohr für das Kältemittel der Wärmepumpe kann das Leitungsrohr zunächst mit
Spiel in ein Schutzrohr eingeführt und dann gemeinsam mit dem Schutzrohr schraubenförmig
gebogen werden, wobei das Schutzrohr und das Leitungsrohr unter einer Abflachung quer
zur Schraubenachse aneinandergedrückt werden. Bei einer entsprechenden Abstimmung
des Spiels zwischen den beiden Rohren kann die beim Biegen der ineinandergesteckten
Rohre zwangsläufig auftretende Querschnittsverformung dazu genützt werden, die für
das gegenseitige Anlegen der beiden Rohre erforderliche Abflachung zu erreichen, ohne
einen zusätzlichen Bearbeitungsvorgang vorsehen zu müssen.
[0008] In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen
- Fig. 1
- einen Brauchwasserspeicher mit einem erfindungsgemäßen Wärmetauscher in einem schematischen
Längsschnitt und
- Fig. 2
- den Wärmetauscher ausschnittsweise im Bereich einiger Windungen in einem Schnitt in
einem größeren Maßstab.
[0009] Gemäß der Fig. 1 ist ein Brauchwasserspeicher 1 mit einer aufgesetzten Wärmepumpe
vorgesehen, dessen Kältemittelkreis einen in den Brauchwasserspeicher 1 ragenden Wärmetauscher
3 umfaßt. Dieser Wärmetauscher 3 weist eine in mehreren Windungen schraubenförmig
gebogene Rohrschlange 4 auf, die sich gemäß der Fig. 2 aus einem inneren Leitungsrohr
5 und einem äußeren Schutzrohr 6 zusammensetzt. Sowohl das Leitungsrohr 5 als auch
das Schutzrohr 6 sind als Glattrohre ausgebildet. Die Anordnung ist dabei so getroffen,
daß das innere Leitungsrohr 5, in dem das in der Wärmepumpe 2 erwärmte Kältemittel
strömt, mit Spiel in das äußere Schutzrohr 6 eingesetzt ist, daß aber aufgrund einer
gemeinsamen Abflachung der beiden Rohre 5, 6 quer zur Schraubungsachse 7 das Schutzrohr
6 in einander bezüglich der Rohrachse gegenüberliegenden Umfangsbereichen am Leitungsrohr
5 flächig anliegt, so daß trotz des Spiels zwischen den beiden Rohren 5 und 6 für
einen guten Wärmeübergang gesorgt ist. Die gegenseitige Anlage der beiden Rohre 5,
6 aneinander wird beim Biegen der mit Spiel ineinandergesteckten Rundrohre 5, 6 erreicht,
ohne daß hiefür ein zusätzlicher Bearbeitungsschritt erforderlich wäre. Die strichpunktiert
in der Fig. 2 lich wäre. Die strichpunktiert in der Fig. 2 angedeuteten Rundrohre
5 und 6, die vor dem gemeinsamen Biegen mit Spiel ineinandergesteckt werden, werden
beim gemeinsamen Biegen quer zur Schraubungsachse 7 im Sinne einer Abflachung auf
einander bezüglich der Rohrachsen gegenüberliegenden Seiten verformt, was unter einem
Ausgleich des vorhandenen Spiels quer zur Schraubungsachse 7 zur gegenseitigen Anlage
der Rohre führt.
[0010] Es wird somit ein Wärmetauscher 3 erhalten, dessen Rohrschlange 4 ein das Leitungsrohr
5 für das Kältemittel der Wärmepumpe umschließendes Schutzrohr 6 umfaßt, so daß bei
einem allfälligen Leckwerden des Leitungsrohres 5 die Leckage vom Schutzrohr 6 aufgenommen
wird und nicht in das Brauchwasser des Brauchwasserspeichers 1 gelangen kann. Im Zwischenraum
zwischen den beiden Rohren 5, 6 angesammelte Leckage kann darüber hinaus detektiert
werden, um das Leckwerden des Kältemittelkreises anzuzeigen. Es ist aber auch möglich,
den verbleibenden Zwischenraum zwischen den beiden Rohren 5, 6 mit einem wärmeleitfähigen
Werkstoff zumindest teilweise auszufüllen, um den Wärmeübergang vom Leitungsrohr 5
auf das Schutzrohr 6 zu verbessern. Dieser wärmeleitende Werkstoff soll naturgemäß
gesundheitlich unbedenklich sein.
1. Wärmetauscher zwischen einem Kältemittel einer Wärmepumpe und Brauchwasser mit einem
schraubenförmig gebogenen Leitungsrohr für das Kältemittel, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungsrohr (5) für das Kältemittel mit Spiel in ein Schutzrohr (6) eingesetzt
und mit dem Schutzrohr (6) unter einer gegenseitigen Anlage in einem bezüglich der
Rohrachse gegenüberliegenden Umfangsbereich quer zur Schraubungsachse (7) abgeflacht
ist.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verbleibende Zwischenraum zwischen dem äußeren Schutzrohr (6) und dem inneren
Leitungsrohr (5) zumindest teilweise mit einem wärmeleitenden Werkstoff ausgefüllt
ist.
3. Verfahren zum Herstellen eines Wärmetauschers nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Leitungsrohr
für das Kältemittel der Wärmepumpe schraubenförmig in mehreren Windungen gebogen wird,
dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungsrohr (5) mit Spiel in ein Schutzrohr (6) eingeführt und dann gemeinsam
mit dem Schutzrohr (6) schraubenförmig gebogen wird, wobei das Schutzrohr (6) und
das Leitungsrohr (5) unter einer Abflachung quer zur Schraubungsachse (7) aneinandergedrückt
werden.
