DE10106371A1

DE10106371A1 - Arrangement, for exchanging heat, has tubes combined to form flat mechanical unit by a joint with good thermal conductivity with common outer wall forming heat exchange surface

Info

Publication number: DE10106371A1
Application number: DE10106371A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Pilsl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-02-12
Filing date: 2001-02-12
Publication date: 2002-08-14

Abstract

The arrangement has several metal tubes (R1-R3) for carrying the fluids whose outer walls are provided for one of the fluids to flow over. At least two tubes whose ends have their own connections are combined to form a flat mechanical unit by a joint with good thermal conductivity whose common outer wall forms a heat exchange surface. Independent claims are also included for the following: a heat storage device.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für den Austausch von Wär me zwischen flüssigen und/oder gasförmigen Fluiden, mit mehreren metalli schen Rohren für die Führung von Fluiden, bei der die Außenwandung von Rohren für die Umströmung durch eines der Fluide vorgesehen ist.The invention relates to a device for the exchange of heat me between liquid and / or gaseous fluids, with several metallic pipes for the guidance of fluids, in which the outer wall of Pipes for the flow through one of the fluids is provided.

Vorrichtungen dieser Art sind seit langem bekannt und in Anwendung. Man kann hierbei zwei grundsätzlich unterschiedliche Bauarten unterscheiden. Bei der einen Art wird die Wärme zwischen in Rohren beziehungsweise in Ka nälen strömenden Fluiden ausgetauscht. Ein Beispiel hierfür zeigen u. a. die Deutschen Offenlegungsschriften 195 01 115 und 33 18 711. Bei der anderen Art sind Rohre in denen ein Fluid strömt, gegebenenfalls in Registerform in einem Gehäuse oder Behälter angeordnet und werden darin von einem wei teren Fluid umströmt. Beispiele hierfür zeigen u. a. die Deutschen Offenle gungsschriften 35 08 240 und die Deutsche Patentschrift 36 45 307 C2. Wie vor allem die Deutsche Patentschrift 36 45 307 erkennen läßt, strebt man durch die Verwendung von möglichst vielen, von dem Außenfluid umströmten Einzel rohren an, den für einen Wärmetransport von einem der Fluide in ein ande res der Fluide erforderlichen Temperaturunterschied möglichst gering zu machen. Das führt nicht nur zu räumlich aufwendigen Ausführungsformen, sondern auch zu nicht besonders günstigen Wärmetransfer-Verhältnissen wenn zwischen mehreren Fluiden Wärme ausgetauscht werden soll.Devices of this type have long been known and in use. you can distinguish between two fundamentally different types. In one type, the heat is between in pipes or in Ka exchanged flowing fluids. An example of this u. a. German Offenlegungsschriften 195 01 115 and 33 18 711. In the other Kind are pipes in which a fluid flows, possibly in register form arranged in a housing or container and are therein by a white flows around the other fluid. Examples of this show u. a. the Germans Offenle 35 08 240 and German Patent 36 45 307 C2. As before all the German patent 36 45 307 recognizes, one strives for the use of as many individual as possible around which the external fluid flows pipe, the one for heat transfer from one of the fluids to another res of the fluids required temperature difference as small as possible do. This not only leads to spatially complex embodiments, but also to not particularly favorable heat transfer conditions if heat is to be exchanged between several fluids.

Gemäß der Erfindung wird diesem Problem bei einer Vorrichtung für den Aus tausch von Wärme zwischen flüssigen und/oder gasförmigen Fluiden, mit meh reren metallischen Rohren für die Führung von Fluiden, bei der die Außen wandung der Rohre für die Umströmung durch eines der Fluide vorgesehen ist, dadurch begegnet, daß wenigstens zwei Rohre, deren Enden mit eigenen Anschlüssen versehen sind, durch eine unmittelbare, gut wärmeleitende Ver bindung zu einem im Querschnitt flachen, eine mechanische Einheit bilden den Strang zusammengefügt sind, dessen für alle Rohre gemeinsame Außenwan dung als Wärmetauschfläche für das sie umströmende Fluid vorgesehen ist. According to the invention, this problem is solved with a device for the off exchange of heat between liquid and / or gaseous fluids, with meh reren metallic pipes for the guidance of fluids, in which the outside Wall of the tubes provided for the flow around one of the fluids is countered by the fact that at least two pipes, the ends of which have their own Connections are provided by an immediate, good heat conductive Ver bond to a flat cross-section, form a mechanical unit the strand are joined together, the outer wall common to all pipes tion is provided as a heat exchange surface for the fluid flowing around it.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die gemeinsamen Außenwandung mit gut wärmeleitenden, metallischen Zusatzflächen versehen, die mit der Außenwandung gut wärmeleitend verbunden sind und die Austauschfläche für ein den Strang umströmendes Fluid vergrößern. Der Strang wird vorteilhaft zu einer Spirale oder einem Mäander in der Weise geformt, daß sich flache Strangseiten im Abstand gegenüberstehen. Die Zusatzfläche besteht zweck mäßig aus einem mäanderförmig geführten, metallischen Band, das benachbar te Flächen der Strangaußenwand, insbesondere durch eine Lötverbindung gut wärmeleitend verbindet. Das metallische Band wird zweckmäßig derart ausge bildet und zugeordnet, daß die Spirale beziehungsweise der Mäander in sich versteift werden.According to a development of the invention, the common outer wall provided with good heat-conducting, metallic additional surfaces, which with the External wall are well connected with heat and the exchange surface for enlarge a fluid flowing around the strand. The strand becomes advantageous formed into a spiral or a meander in such a way that flat Stand the string sides opposite each other. The additional area is there moderately from a meandering metallic band that is adjacent te surfaces of the strand outer wall, especially good by a solder connection connects in a heat-conducting manner. The metallic band is expediently made out in this way forms and assigned that the spiral or the meander in itself be stiffened.

Auch können auch mehrere Stränge übereinanderliegend zu einer größeren Einheit mechanisch zusammengefaßt werden, wodurch nicht nur eine höhere Austauschleistung, sondern auch eine leichtere Anpaßbarkeit an den Innenraum eines Behälters oder Gehäuses, in dem die Vorrichtung eingebaut werden soll, ermöglicht wird. Dabei können die Anschlußleitungen der Vor richtung zugleich zur mechanischen Halterung im Behälter vorgesehen wer den. Durch einen Einbau in einen Behälter mit flüssigem Fluid in der Wei se, daß die flachen Strangseiten senkrecht stehen, wird die im Wärmetrans fer begründete Zirkulation des Behälter-Fluids gefördert. Für das Behäl ter-Fluid sind neben den üblichen Flüssigkeit wie Wasser und Öl auch die für Latent-Speicherung üblichen Fluide wie Natrium-Acetat und dergleichen einsetzbar.Several strands can also be superimposed to form a larger one Mechanically summarized unit, whereby not only one higher exchange performance, but also easier adaptability to the Interior of a container or housing in which the device is installed should be made possible. The connecting lines of the front direction at the same time provided for mechanical mounting in the container the. By installing it in a container with liquid fluid in the white se that the flat sides of the strand are vertical, that in the heat transfer well-founded circulation of the container fluid is promoted. For the container In addition to the usual liquids such as water and oil, ter-fluids are also for latent storage usual fluids such as sodium acetate and the like used.

Nachstehend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung, die Ausführungsbei spiele wiedergibt, näher erläutert.The invention based on a drawing, the embodiment plays games, explained in more detail.

In der Zeichnung zeigtIn the drawing shows

die Fig. 1 im Querschnitt eine Ausführung eines Stranges aus drei Rohren, Fig. 1 in cross section an embodiment of a string of three pipes,

die Fig. 2 in Schrägansicht die Aufwicklung eines Stranges zu einer Spirale,the FIG. 2 perspective view of the winding of a strand into a spiral,

die Fig. 3 eine Draufsicht auf eins Spirale nach der Fig. 2, bei der die Wärmetauschfläche durch ein mäanderförmig geführtes Kupferblech- Band (Lammellenblech) vergrößert ist, die zugleich als Abstandshalter zwischen benachbarten Außenflächen des Stranges dient, Fig. 3 is a plan view of one coil of FIG. 2, in which the heat exchange area is increased by a meandering run copper sheet strip (lamella plate), which also serves as a spacer between adjacent external surfaces of the strand,

die Fig. 4 eine erprobte Lamellenblech-Ausführung zur Vergrößerung der Außenfläche eines Stranges nach der Fig. 2, Fig. 4 is a proven lamination plate design to increase the outer surface of a strand of FIG. 2,

die Fig. 5 die Einlagerung eines Stranges nach der Fig. 1 in ein Lamellenblech nach der Fig. 4, Fig. 5, the incorporation of one strand of FIG. 1 in a lamination plate of FIG. 4,

die Fig. 6 eine mäanderförmige Führung des Stranges. FIGS. 6 a meander-shaped guide of the strand.

und die Fig. 7 einen erprobten Einbau eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers nach den Fig. 2 oder 3 in einen Wärmespeicher- Behälterand FIG. 7 shows a tried and tested installation of a heat exchanger according to the invention according to FIGS. 2 or 3 in a heat storage container

Der Strang St besteht besteht bei einer bevorzugten Ausführung der Erfin dung gemäß der Fig. 1 aus drei Kupferrohren R1, R2 und R3, die über eben falls aus Kupfer bestehende Stege 5 fest und gut wärmeleitend miteinander verbunden sind. Beim Ausführungsbeispiel haben die beiden äußeren Kupfer rohre R1 und R3 einen etwas geringeren Durchmesser als das mittlere Ku pferrohr R2. Beispielsweise hat das mittlere Kupferrohr einen Außendurch messer von 15 mm und die beiden äußeren Kupferrohre haben einen Außen durchmesser von 12 mm. Die beiden Stege S sind relativ kurz gehalten und haben eine Materialstärke von etwa 1 bis 2 mm, um eine gute Wärmeleitung über die Stege zwischen den drei Kupferrohren zu erreichen.The strand St consists in a preferred embodiment of the inven tion according to FIG. 1 from three copper tubes R1, R2 and R3, which are also connected to one another via webs 5 made of copper and firmly and with good thermal conductivity. In the embodiment, the two outer copper tubes R1 and R3 have a slightly smaller diameter than the middle copper tube R2. For example, the middle copper pipe has an outer diameter of 15 mm and the two outer copper pipes have an outer diameter of 12 mm. The two webs S are kept relatively short and have a material thickness of about 1 to 2 mm in order to achieve good heat conduction via the webs between the three copper pipes.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gemäß der Fig. 2 ist der Strang St zu einer Spirale aufgewickelt. Wesentlich ist, daß die drei Rohre R1, R2 und R3, wie auch aus der Fig. 3 ersichtlich, getrennt zu äußeren Anschlüssen herausgeführt sind, sodaß sie einzeln in ein Heizungs system frei einfügbar sind. So kann das Rohr R1 in den Flüssigkeit-Kreis lauf eines Solarabsorbers, das Rohr R2 in den Flüssigkeit-Kreislauf eines Heizung-Herdes oder Heizkessels und das mittlere Rohr R3 in den Flüssig keit-Kreislauf einer Brauchwasser-Versorgung eingefügt werden.According to a preferred embodiment of the invention according to FIG. 2, the strand St is wound into a spiral. It is essential that the three pipes R1, R2 and R3, as can also be seen in FIG. 3, are led out separately to external connections, so that they can be freely inserted individually into a heating system. So the pipe R1 can be inserted into the liquid circuit of a solar absorber, the pipe R2 into the liquid circuit of a heating stove or boiler and the middle pipe R3 into the liquid circuit of a domestic water supply.

Die Wirkungsweise eines derartigen Wärmetauschers kann man sich wie folgt verdeutlichen. Bei der Wärmeleitung innerhalb eines Körpers (flüssig oder fest) wird Wärmeenergie Q in Richtung eines Temperaturgefälles dT weiter geleitet. Bestimmend ist hierfür der Wärmedurchgangs-Widerstand des Kör pers, der durch die spezifische Wärmeleitfähigkeit ┌ des Materials aus dem der Körper besteht, die Durchtrittsfläche A im Körper und die Länge l des Wärmeflußweges im Körper bestimmt ist. Beim Wärmeübergang von einem Körper in einen anderen Körper tritt ein Übergangswiderstand auf, der als Wärme übergangswiderstand bezeichnet wird. Dieser wird bestimmt durch den Wärme übergangskoeffizienten α und die Übertrittsfläche A. Dabei berücksichtigt der Wärmeübergangskoeffizient α die von außen nicht meßbare Länge des Übergangsbereichs. Wesentlich ist hierbei, daß der Wärmeübergangskoeffi zient α im Fall, daß es sich um den Wärmeübergang zwischen einem flüssigen Körper und einem festen Körper handelt auch von den Strömungsverhältnissen stark abhängig ist. Für ruhendes Wasser um ein Rohr liegt der Wert α₁ für den Wärmeübergang zwischen umgebendem Wasser und der Rohraußenwand bei etwa 350 bis 580. Für in einem Rohr strömendes Wasser liegt, für einen Wärmeübergang zwischen der Rohrinnenwand und dem strömenden Wasser, der Wert α₂ zwischen etwa 2300 und 4700. In dem Wärmeübergangsweg zwischen dem äußeren und dem inneren Fluid addieren sich die einzelnen Wärmewiderstän de.The mode of operation of such a heat exchanger can be illustrated as follows. In the case of heat conduction within a body (liquid or solid), thermal energy Q is passed on in the direction of a temperature gradient dT. This is determined by the thermal resistance of the body, which is determined by the specific thermal conductivity ┌ of the material from which the body is made, the passage area A in the body and the length l of the heat flow path in the body. When heat is transferred from one body to another, a contact resistance occurs, which is referred to as heat transfer resistance. This is determined by the heat transfer coefficient α and the transfer area A. The heat transfer coefficient α takes into account the length of the transition area that cannot be measured from the outside. It is important here that the heat transfer coefficient α in the event that the heat transfer between a liquid body and a solid body is also highly dependent on the flow conditions. For still water around a pipe, the value α ₁ for the heat transfer between the surrounding water and the pipe outer wall is around 350 to 580. For water flowing in a pipe, for a heat transfer between the pipe inner wall and the flowing water, the value α _{2 is} between about 2300 and 4700. In the heat transfer path between the outer and the inner fluid, the individual heat resistors add up.

Die in der Zeitspanne t zwischen einem das Rohr umgebenden Fluid und einem in einem Rohr geführten Fluid transportierte Wärmemenge 0 wird somit außer durch die Temperaturdifferenz dT zwischen dem Einspeisungspunkt und dem Entnahmepunkt durch die Summe der einzelnen Wärmewiderstände bestimmt, entsprechend der bekannten Gleichung
The amount of heat 0 transported in the time period t between a fluid surrounding the tube and a fluid carried in a tube is thus determined by the sum of the individual thermal resistances, in addition to the temperature difference dT between the feed point and the removal point, in accordance with the known equation

0 = k.A.t.dT
0 = kAtdT

mit 1/k = 1/α₁ + 1/α₂ + l/┌(sh. beispielsweise: Kuchling "Taschenbuch der Physik", 12. Auflage, Kapitel W, Abschnitte 18.2 bis 18.4; dort auch Angabe der Dimension)with 1 / k = 1 / α ₁ + 1 / α ₂ + l / ┌ (see, for example: Kuchling "Taschenbuch der Physik", 12th edition, Chapter W, sections 18.2 to 18.4 ; there also the dimension)

Macht man die Übertrittsfläche zwischen der Rohraußenseite und der umge bende Flüssigkeit sehr groß gegenüber der Übertrittsfläche zwischen der Rohrinnenseite (α₁ << α₂) und der im Rohr strömenden Flüssigkeit, so kann dadurch der gesamte Wärmewiderstand verkleinert werden. Der Wärmedurch gangs-Widerstand der Rohrwandung, wenn sie aus einem gut wärmeleitenden Material wie Kupfer besteht und die Rohrwandung nicht zu dick und damit die Wärmeweglänge in der Rohrwandung klein genug ist, kann meist gegenüber dem gesamten Wärmewiderstand vernachlässigt werden. Im Wärmestromkreis verbleiben dann i. w. nur noch die im wentlichen durch α₁ und α₂ bestimmten Wärmeübergangswiderstände zwischen umgebendem Fluid und der Rohraußenseite bzw. dem im Rohr strömenden Fluid und der Rohrinnenseite. Wenn die Rohraußenfläche erheblich größer als die Rohrinnenfläche gemacht wird, kann der gesamte Wärmewiderstand dem Wert des Wärmeübergangs auf der Rohrinnenseite angenähert werden (Grenzfall).If you make the transfer area between the outside of the pipe and the surrounding liquid very large compared to the transfer area between the inside of the pipe (α ₁ << α ₂ ) and the liquid flowing in the pipe, the overall thermal resistance can be reduced. The thermal resistance of the pipe wall, if it is made of a good heat-conducting material such as copper and the pipe wall is not too thick and therefore the heat path length in the pipe wall is small enough, can usually be neglected in relation to the overall heat resistance. Only the heat transfer resistances determined by α ₁ and α ₂ between the surrounding fluid and the outside of the pipe or the fluid flowing in the pipe and the inside of the pipe remain in the heat flow circuit. If the outer surface of the pipe is made significantly larger than the inner surface of the pipe, the total heat resistance can be approximated to the value of the heat transfer on the inside of the pipe (limit case).

Auch im Fall das erfindungsgemäßen Wärmetauschers wird ohne zusätzliche Maßnahmen das Wasser im Speicherbehälter im Vergleich zum Wasser in den Rohren ahne besondere Maßnahmen praktisch nur mit geringfügiger Geschwin digkeit strömen, weshalb die beiden Wärmeübergangskoeffizienten (α₁, α₂) sehr unterschiedlich sind. Die beiden, metallisch mit dem Hauptrohr R2 über die Stege S verbundenen weiteren Rohre R1 und R2 bringen durch die damit erreichte Vergrößerung der gesamten äußeren Austauschfläche jedoch eine erhebliche Minderung das insgesamt wirksamen gesamten Wärmeübergangs widerstandes und damit eine Annäherung an den obenerwähnten Grenzwert. Die zusätzliche Anbringung von Lamellen Cu-B gemäß der Fig. 3 bringt eine weitere Vergrößerung der Austauschfläche und damit eine weitere Absenkung des Wärmeübergangswiderstandes in diesem Bereich. Hinsichtlich des Wärme übergangs von einem Fluid in einem Rohr (z. B. R2) auf ein Fluid in einem der anderen Rohre (z. B. R1) ist der Wärmeübergang bei einer erfindungsge mäßen Strangausbildung und der damit erzielten wärmeleitenden Verbindung, insbesondere den Steg S, und deren relativ geringem Wärmedurchlaßwider stand - gegenüber getrennten Rohren - praktisch auf zwei Wärmeübergangswi derstände reduziert. Das ist vor allem bei einem Wärmetauscherbetrieb mit getrennten Rohren (siehe beispielsweise die DE-PS 36 45 307 C2) von Vor teil.Even in the case of the heat exchanger according to the invention, the water in the storage tank compared to the water in the pipes without special measures will flow practically only at a low speed without additional measures, which is why the two heat transfer coefficients (α ₁ , α ₂ ) are very different. However, the two further pipes R1 and R2, which are connected to the main pipe R2 via the webs S, bring about a considerable reduction in the overall effective heat transfer resistance due to the enlargement of the entire external exchange surface and thus approximation to the limit value mentioned above. The additional attachment of lamellae Cu-B according to FIG. 3 brings a further increase in the exchange area and thus a further reduction in the heat transfer resistance in this area. With regard to the heat transfer from a fluid in a tube (e.g. R2) to a fluid in one of the other tubes (e.g. R1), the heat transfer in a strand formation according to the invention and the heat-conducting connection achieved thereby, in particular the web S, and their relatively low thermal resistance was - compared to separate pipes - practically reduced to two heat transfer resistances. This is especially in part in a heat exchanger operation with separate pipes (see for example DE-PS 36 45 307 C2).

Die in der Fig. 3 wiedergegebene Draufsicht auf einen spiralförmig ausge bildeten Wärmetauscher zeigt zusätzlich zur Fig. 2 noch die Einfügung eines Lamellenblechbandes Cu-B zwischen den einzelnen Windungen des spi ralförmig geführten Stranges St. Dieses Lamellenblech, das nachstehend noch anhand der Fig. 4 und 5 näher beschrieben wird, erfüllt zweierlei Aufgaben. Zum einen wird durch seine gut wärmeleitende Verbindung zum Strang St dessen äußere Austauschfläche nicht nur zusätzlich, sondern auch wesentlich vergrößert. Zum anderen wird die Spirale in sich mechanisch versteift, wodurch nicht nur die mechanische Festigkeit des Wärmetauschers erhöht, sondern auch die Aufhängung des Wärmetauschers in einem Wärmespei cher-Behälter erleichtert wird. Er kann hierdurch beispielsweise über seine Abschlußleitungen und/oder Laschen im Behälter verankert werden. Die Anschlußleitungen sind in der Fig. 3 mit KV (Kesselvorlauf), KR (Kesselrücklauf), KW (Kaltwasser-Zuleitung), WW (Warmwasser-Leitung), SV (Solarabsorber-Vorlauf) und SR (Solarabsorber-Rücklauf) bezeichnet.The top view shown in FIG. 3 on a spiral-shaped heat exchanger shows, in addition to FIG. 2, the insertion of a lamellar strip Cu-B between the individual turns of the spiral-shaped strand St. This lamellar plate, which is described below with reference to FIG. 4 and 5 is described in more detail, fulfills two tasks. On the one hand, due to its good heat-conducting connection to the strand St, its outer exchange surface is not only additionally, but also significantly enlarged. On the other hand, the spiral is mechanically stiffened, which not only increases the mechanical strength of the heat exchanger, but also makes it easier to suspend the heat exchanger in a heat storage container. As a result, it can be anchored in the container, for example, via its termination lines and / or tabs. The connecting lines are designated in Fig. 3 with KV (boiler flow), KR (boiler return), KW (cold water supply line), WW (hot water supply line), SV (solar absorber flow) and SR (solar absorber return).

Die Fig. 4 zeigt einen kurzen Abschnitt einer erprobten Ausführung des Lamellenblechs Cu-B. Das Lamellenblech besteht aus einem Kupferblechband geringer Stärke, beispielsweise von 0,1 mm und hat beispielsweise eine Brite von etwa 5 cm, bei den anhand der Beschreibung der Fig. 1 gegebe nen Rohrabmaßen. Das Lamellenband ist mänderförmig gebogen und jeweils in den Scheitelbereichen mit Eindrückungen E1, E2 und E3 versehen, in denen, wie aus der Fig. 5 ersichtlich die einzelnen Rohre des Stranges St zur Vergrößerung der Außenfläche eines Stranges nach der Fig. 2, eingelagert werden. Das Lamellenband Cu-B wird mit den Rohren in den Eindrückungen E1, E2 und E3, die so gestaltet sind, daß sie sich an die Rohre anschmiegen, jeweils verlötet. Da die Lötmittelschicht sehr dünn und die Übergangsflä che durch die flächenhaften Eindrückungen relativ groß ist, erhält der Wärmewiderstand einen so kleinen Wert, daß er vernachlässigbar ist. FIG. 4 shows a short section of a tested embodiment of the laminated sheet Cu-B. The lamellar sheet consists of a copper sheet strip of small thickness, for example of 0.1 mm and has, for example, a Brit of about 5 cm, in the tube dimensions given with the description of FIG. 1. The lamellar band is bent into a meandering shape and is provided in the apex regions with indentations E1, E2 and E3, in which, as can be seen from FIG. 5, the individual tubes of the strand St are embedded to enlarge the outer surface of a strand according to FIG. 2. The lamellar strip Cu-B is soldered to the tubes in the indentations E1, E2 and E3, which are designed so that they nestle against the tubes. Since the solder layer is very thin and the transition surface is relatively large due to the areal indentations, the thermal resistance is so small that it is negligible.

In der Fig. 8 ist eine mäanderförmige Führung des Stranges St gezeigt. Auch hier ist zwischen den einzelnen Strangabschnitten ein Lamellenband Cu-B eingefügt. Dia zur Fig. 2 gleichen Teile sind mit den dort verwende ten Bezugszeichen versehen. Die einzelnen Strangabschnitte sind in ihren Längen so bemessen, das die Grundform des Mänders einem umschriebenen Kreis entspricht. Das ist von Vorteil für einen Speicherbhälter kreisför migen Querschnitts. Es ist jedoch auch möglich die Abschnittslängen anders zu bemessen, beispielsweise derart, daß die Grundform einem umschriebenen Rechteck oder Quadrat entspricht.In FIG. 8, a meander-shaped guide of the strand St is shown. Here, too, a lamella band Cu-B is inserted between the individual strand sections. The same parts as in FIG. 2 are provided with the reference numerals used there. The length of the individual strand sections is such that the basic shape of the mender corresponds to a circumscribed circle. This is an advantage for a storage container with a circular cross section. However, it is also possible to measure the section lengths differently, for example in such a way that the basic shape corresponds to a circumscribed rectangle or square.

Die Fig. 7 zeigt einen erprobten Einbau eines erfindungsgemäßen Wärmetau schers WT1 nach den Fig. 2 oder 3 in einen Wärmespeicher-Behälter SB. Der Wärmetauscher WT1 ist über seine nicht näher bezeichneten Anschlußleitungen im Behälter verankert. Beim Beispiel erfolgt dies durch eine seitliche Herausführung derselben. Alternativ kann diese auch in der oberen Behälterwandung erfolgen. Der Behälter ist mit einem flüssigen Speichermittel wie Wasser gefüllt. An dessen Stelle sind auch andere Spei chermittel wie Paraffinöl und auch Latentwärme-Speichermittel einsetzbar. Bekannt sind hierfür beispielsweise Natriumacetat und dessen Hydrat sowie Kupfersulfat-Pentahydrat. Fig. 7 shows a proven installation of a heat exchanger according to the invention WT1 according to FIGS . 2 or 3 in a heat storage container SB. The heat exchanger WT1 is anchored in the tank via its connecting lines, which are not specified in any more detail. In the example, this is done by leading the same out to the side. Alternatively, this can also be done in the upper container wall. The container is filled with a liquid storage medium such as water. Other storage media such as paraffin oil and latent heat storage media can also be used in its place. For example, sodium acetate and its hydrate and copper sulfate pentahydrate are known for this.

Es können auch - wie gestrichelt mit WT2 angedeutet - weitere Wärmetau scher vorgesehen werden, die dem Wärmetauscher WT1 innerhalb oder außer halb des Behälters parallel geschaltet werden.It is also possible - as indicated by dashed lines with WT2 - for further heat accumulation shear are provided that the heat exchanger WT1 inside or outside half of the container can be connected in parallel.

Zur Erhöhung des Wärmeübergangs zwischen der Außenfläche eines Wärmetau schers und dem flüssigen Speichermittel kann mit Vorteil auch eine Zwangs strömung im Speicherbehälter vorgesehen werden. Mit Vorteil kann dies - wie in der Fig. 7 gezeigt - durch eine Zirkulationsleitung ZL realisiert werden, die von einem oberen Anschluß des Speicherbehälters zu einem unte ren Anschluß des Speicherbehälters führt. Im Speicherbehälter entsteht dann beim Betrieb ähnlich wie bei der Schwerkraftheizung eine den Wärme austausch fördernde Strömung. Diese läßt sich durch eine Zirkulationspume ZP noch erhöhen, weil sich dann der Wärmeübergangskoeffizient α an dieser Übergangsfläche dem an der Rohrinnenfläche annähern läßt. Am oberen Behäl teranschluß kann noch ein Anschluß FÜ für die Befüllung und auch die Ent lüftung des Behälters vorgesehen werden. Die Füllöffnung kann jedoch auch am unteren Behälterbereich angeordnet sein, wo zweckmäßig auch ein Aus dehnungsgefäß AG angeschlossen wird.To increase the heat transfer between the outer surface of a heat exchanger and the liquid storage medium, a forced flow can advantageously also be provided in the storage container. This can advantageously - as shown in FIG. 7 - be realized by a circulation line ZL, which leads from an upper connection of the storage container to a lower connection of the storage container. A flow that promotes heat exchange then arises in the storage tank during operation, similarly to gravity heating. This can be increased by a circulation pump ZP, because the heat transfer coefficient α at this transition surface can then be approximated to that at the inner surface of the pipe. At the upper container teranschluß a connection FÜ can be provided for the filling and also the ventilation of the container. However, the filling opening can also be arranged at the lower container area, where an expansion vessel AG is also expediently connected.

Zur Strangausbildung ist noch zu erwähnen, daß die Anzahl der Rohrs im Strang auch von drei verschieden sein kann. Wenn z. B. im Einzelfall nur zwei rohrförmige Führungskanäle für rohrgeführte Fluide benötigt werden - das ist beispielsweise dann der Fall, wenn die dem Speicher nur von einem Solarabsorber oder nur von einer anderen Wärmequelle, wie einem Heizkessel zugeführt werden muß -, dann kann der Strang aus nur zwei über einen Steg verbundenen Rohren bestehen. Es kann aber mit Vorteil auch eine hinsicht lich der Anzahl von in Rohren zu führenden Fluiden größere Anzahl von Roh ren vorgesehen werden. In diesem Fall können dann mehrere Rohre entspre chend parallel geschaltet werden. Dies führt bezogen auf die äußere Aus tauschfläche zu einer an sich erwünschten Flächenvergrößerung.For strand formation it should also be mentioned that the number of tubes in the Strand can also be different from three. If e.g. B. only in individual cases two tubular guide channels for pipe-guided fluids are required - this is the case, for example, if the memory is assigned to only one Solar absorber or only from another heat source, such as a boiler must be fed - then the strand can consist of only two over a web connected pipes exist. But it can also be an advantage The number of fluids to be carried in pipes is greater than the number of raw materials ren are provided. In this case, several pipes can correspond be connected in parallel. This leads to the outer Aus exchange area to a desired increase in area.

Claims

1. Vorrichtung für den Austausch von Wärme zwischen flüssigen und/oder gasförmigen Fluiden, mit mehreren metallischen Rohren für die Führung von Fluiden, bei der die Außenwandung von Rohren für die Umströmung durch eines der Fluide vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, wenig stens zwei Rohre, deren Enden mit eigenen Anschlüssen versehen sind, durch eine unmittelbare, gut wärmeleitende Verbindung zu einem im Querschnitt flachen, eine mechanische Einheit bildenden Strang zusam mengefügt sind, dessen für alle Rohre gemeinsame Außenwandung als Wärmetauschfläche für das sie umströmende Fluid vorgesehen ist.1. Device for the exchange of heat between liquid and / or gaseous fluids, with a plurality of metallic tubes for guiding fluids, in which the outer wall of tubes is provided for the flow around one of the fluids, characterized in that at least two tubes, the ends of which are provided with their own connections, are joined together by a direct, good heat-conducting connection to form a strand which is flat in cross section and forms a mechanical unit, the outer wall of which is provided for all pipes as a heat exchange surface for the fluid flowing around them.

2. Vorrichtung nach Anspruche 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ge meinsame Außenwandung mit einer gut wärmeleitenden, metallischen Zu satzfläche versehen ist, die mit der Außenwandung gut wärmeleitend verbunden sind und die Austauschfläche für das den Strang umströmende Fluid vergrößert.2. Device according to claim 1, characterized in that the ge common outer wall with a good heat-conducting, metallic closure is provided, which is well heat-conducting with the outer wall are connected and the exchange surface for that flowing around the strand Increased fluid.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang zu einer Spirale in der Weise geformt ist, daß sich flache Strangseiten im Abstand gegenüberstehen.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the strand is formed into a spiral in such a way that it is flat Stand the string sides opposite each other.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang zu einem Mänder in der Weise geformt ist, daß sich flache Strangseiten im Abstand gegenüberstehen.4. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the strand is shaped into a meander in such a way that it is flat Stand the string sides opposite each other.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4 und einer Zusatzfläche nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzfläche aus einem mäanderförmig geführten, metallischen Band besteht, das benachbarte Flächen der Strangaußenwand, insbesondere durch eine Lötverbindung gut wärmeleitend verbindet.5. Apparatus according to claim 3 or 4 and an additional surface Claim 2, characterized in that the additional surface from a meandering metallic band, the neighboring one Surfaces of the outer strand wall, in particular by a solder connection combines good thermal conductivity.

5. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Band derart ausgebildet und angeordnet ist, daß die Spirale oder den Mäander in sich versteift werden. 5. The device according to claim 5, characterized in that the metallic band is designed and arranged such that the Spiral or the meander can be stiffened.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Stränge übereinanderliegend zu einer größeren Einheit zusammengefaßt sind.7. Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that several strands one on top of the other larger unit are summarized.

8. Wärmespeicher mit einem für die Aufnahme eines flüssigen Fluids bestimmten Behälter in dem eine Vorrichtung für den Austausch von Wärme nach einem der Ansprüche 1 bis 7 angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß Anschlußleitungen der Vorrichtung zugleich zur mechanischen Halterung im Behälter vorgesehen sind.8. Heat storage with one for holding a liquid fluid certain container in which a device for the exchange of Heat is arranged according to one of claims 1 to 7, characterized characterized in that connecting lines of the device at the same time mechanical holder are provided in the container.

9. Wärmespeicher mit einem für die Aufnahme eines flüssigen Fluids bestimmten Behälter in dem eine Vorrichtung für den Austausch von Wärme nach einem der Ansprüche 1 bis 8 angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung über Laschen an der Behälterinnenwand verankert ist.9. Heat storage with one for holding a liquid fluid certain container in which a device for the exchange of Heat is arranged according to one of claims 1 to 8, characterized characterized in that the device via tabs on the Container inner wall is anchored.