DE1601165C3 - Heat exchangers, in particular condensers for cooling systems - Google Patents
Heat exchangers, in particular condensers for cooling systemsInfo
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- DE1601165C3 DE1601165C3 DE1967B0094932 DEB0094932A DE1601165C3 DE 1601165 C3 DE1601165 C3 DE 1601165C3 DE 1967B0094932 DE1967B0094932 DE 1967B0094932 DE B0094932 A DEB0094932 A DE B0094932A DE 1601165 C3 DE1601165 C3 DE 1601165C3
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Description
6565
Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere Verflüssiger für Kühlanlagen, bestehend aus einer oder mehreren Rohrschlangen und zwischen deren parallel zueinander stehenden Rohren angeordneten Blechen, wobei mindestens zwei Bleche die wärmeführenden Rohre mit im Querschnitt halbkreisförmigen, der Gestalt der Rohre entsprechenden Ausbuchtungen umfassen und im Zwischenraum zwischen den Rohren von der Mittenachsebene der Rohre weg im Abstand zueinander geführt sind, so daß die Bleche gemeinsam einen Schacht bilden und im Bereich dieses Schachtes mit jalousieartigen, nach außen gebogenen Lamellen und mit Luftdurchtrittsöffnungen versehen sind.The invention relates to a heat exchanger, in particular a condenser for cooling systems, consisting of one or more pipe coils and arranged between their parallel pipes Sheets, with at least two sheets of heat-carrying tubes with semicircular cross-section, the shape of the tubes include bulges and in the space between the tubes are guided away from the center axis plane of the tubes at a distance from one another, so that the Sheets together form a shaft and in the area of this shaft with louvre-like, to the outside curved slats and are provided with air passage openings.
Derartige Wärmetauscher sind an sich bekannt. In dem DE-GM 17 31 130 ist ein solcher Verflüssiger dargestellt und beschrieben. Bei der Ausbildung dieses vorbekannten Verflüssigers sind sämtliche Lamellen nur nach einer Richtung laufend gelagert, d. h„ daß die Lamellen beispielsweise nach außen und unten aus dem Material herausgebogen sind. Dadurch besteht der Nachteil, daß die einströmende Luft nur in den Schacht zwischen den Blechen hineingeführt wird, nicht aber aus diesem Schacht ohne weiteres wieder entweichen kann. Es bildet sich somit im Inneren des Schachtes ein Zusammentreffen von beispielsweise vier verschiedenen Luftströmen, die aufeinandertreffen und im Inneren des genannten Schachtes eine aufsteigende Säule bilden. Diese aufsteigende Luftsäule wird aber ständig verwirbelt, und zwar durch nachströmende und nachdrückende Frischluft, die von außen in den Schacht einzudringen versucht. Somit kommt es zu einer relativ starken und ungewünschten Wirbelbildung und zu keinem gleichmäßigen Durchströmen der Luft und damit zu einer ungenügenden Aufheizung derselben. Die einmal in dem Schacht vorhandene Luft hat keine Möglichkeit nach außen zu entweichen, sondern ist gezwungen, innerhalb des Schachtes aufzusteigen. Der einwandfreie Wärmeübergang von den jeweils zur Hälfte von den Blechen umfaßten Rohrabschnitten auf die Bleche selbst ist dadurch wieder zunichte gemacht, daß für die Luft nur der freigegebene Abströmquerschnitt am oberen Ende des Verflüssigers zur Verfügung steht.Such heat exchangers are known per se. In DE-GM 17 31 130 is such a condenser shown and described. In the design of this previously known condenser, all of the lamellae are only continuously stored in one direction, d. h "that the slats, for example, outwards and downwards from the Material are bent out. This has the disadvantage that the air flowing in only into the shaft is introduced between the sheets, but cannot easily escape from this shaft again. A meeting of four different ones, for example, is thus formed in the interior of the shaft Air currents that meet and form an ascending column inside the said shaft. However, this rising column of air is constantly being swirled, namely by inflowing and pressing Fresh air that tries to penetrate the shaft from the outside. Thus there is a relatively strong and unwanted vortex formation and no even flow of air and thus to a insufficient heating of the same. The air present once in the shaft has no way of following to escape outside, but is forced to ascend inside the shaft. The perfect heat transfer of the pipe sections, each half enclosed by the sheets, is on the sheets themselves this again nullified that for the air only the released outflow cross-section at the upper end of the condenser is available.
Weiterhin ist durch das DE-GM 19 35 175 ein Wärmetauscher bekannt, bei dem zwei Bleche die wärmeführenden Rohre zwischen sich aufnehmen, wobei die Bleche gemeinsam einen Schacht bilden und im Bereich dieses Schachtes mit jalousieartigen, nach außen gebogenen Lamellen und mit Luftdurchtrittsöffnungen versehen sind. Hierbei berühren die Bleche die wärmeführenden Rohre nur linear, so daß der Wärmeübergang zwischen den Rohren und den Blechen nur außerordentlich mangelhaft ist, da praktisch nur diese lineare Berührung zwischen den Steigerohren und den Blechen gegeben ist. Somit ist der Wärmefluß in horizontaler Richtung verhältnismäßig gering, praktisch nicht vorhanden. Weiterhin besteht ein Übelstand dieses vorbekannten Wärmetauschers darin, daß die Lamellen beidseitig aus der Ebene der Wärmeleitbleche herausgebogen sind. Werden die Lamellen beidseitig herausgedrückt, wie in dem genannten DE-GM beschrieben, so treten im Inneren des zwischen den Blechen vorhandenen Schachtes Kanten auf, und zwar Blechkanten der herausgedrückten Lamellen, auf die die Luftströme treffen, hier geteilt und dadurch gleichzeitig verwirbelt werden und dem zufolge nicht gleichmäßig aus dem Inneren des Schachtes ausströmen können, sondern im Inneren des Schachtes festgehalten werden. Außerdem sind die Lamellen nicht über die gesamte Fläche zwischen den Steigerohren gezogen, sondern jeweils nur über Teilbereiche der Flächen. Der HauptnachteilFurthermore, a heat exchanger is known from DE-GM 19 35 175, in which two sheets the Take up heat-carrying pipes between them, the sheets together forming a shaft and in the area of this shaft with louvre-like, outwardly curved slats and with air passage openings are provided. Here, the sheets touch the heat-carrying pipes only linearly, so that the Heat transfer between the tubes and the sheets is extremely poor, as it is only practical there is this linear contact between the riser tubes and the metal sheets. Thus the heat flow is in relatively small in the horizontal direction, practically nonexistent. Furthermore, there is a drawback of this known heat exchanger in that the lamellae are bent out on both sides from the plane of the heat conducting plates are. If the lamellas are pushed out on both sides, as described in the aforementioned DE-GM, so occur in the interior of the shaft between the metal sheets, namely the sheet metal edges The slats that have been pushed out and hit by the air currents are divided here and thus swirled at the same time and therefore cannot flow out evenly from the inside of the shaft, but in the Inside the shaft. In addition, the slats are not over the entire area drawn between the riser pipes, but only over partial areas of the surfaces. The main disadvantage
besteht daher darin, daß keine Umfassung der Rohrabschnitte vorgenommen wird und der Wärmeübergang von den Rohrabschnitten, die die Wärme zuführen, zu den Blechen außerordentlich gering ist.is therefore that no enclosing of the pipe sections is made and the heat transfer from the pipe sections that supply the heat to the metal sheets is extremely small.
Der gleiche Nachteil und auch die gleichen Übelstände sind bei einem Radiator vorhanden, der in dem DE-GM 17 65 150 dargestellt und beschrieben ist. Bei dem Gegenstand dieses DE-GM ist noch ein drittes Blech vorhanden, jedoch weisen die nur linear auf den Rohren aufliegenden Bleche jeweils Kiemenanordnungen auf, die nach innen gerichtet sind, so daß die Luft nur in das Innere des Schachtes geführt werden kann. Das dritte aufgesetzte Blech bildet dagegen keinen Schacht zum anliegenden Blech. Hier soll zwar die Luft durch beide aufeinanderliegenden Bleche hindurchströmen, gelangt in den Schacht, trifft hier wieder auf nach innen gerichtete Kiemenkanten, wird verwirbelt und strömt auf keinen Fall glatt in Querströmen aus dem Schacht wieder heraus.The same drawback and also the same inconveniences exist with a radiator built into the DE-GM 17 65 150 is shown and described. The subject of this DE-GM has a third one Sheet metal is present, but the sheets that only lie linearly on the tubes each have gill arrangements which are directed inwards, so that the air can only be guided into the interior of the shaft. That on the other hand, the third attached sheet does not form a shaft to the adjacent sheet. The air should come through here both sheets on top of one another flow through, arrives in the shaft, meets here again on the inside directed gill edges, is swirled and in no case flows smoothly in cross-currents out of the shaft out again.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher, insbesondere einen Verflüssiger für Kühlanlagen, zu schaffen, der sehr hohe Wärmedurchgangszahlen (K-Werte) aufweist, wobei ein starker horizontaler Wärmefluß von den Rohren auf die Bleche gewährleistet ist und die Luft die Möglichkeit hat, ohne Behinderung wieder aus dem Wärmeaustauscher herauszutreten.The invention is therefore based on the object of a heat exchanger, in particular a condenser for cooling systems, which has very high heat transfer coefficients (K values), with a strong horizontal heat flow from the tubes to the metal sheets is guaranteed and the air the possibility has to exit the heat exchanger again without hindrance.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Bleche im Bereich des Schachtes parallel zueinander geführt sind und in diesem Bereich über die gesamte Fläche gehende, nach außen gebogene Lamellen aufweisen, wobei die Lamellen des einen Bleches im Winkel nach unten und die Lamellen des gegenüberliegenden Bleches im Winkel nach oben weisen und versetzt zueinander angeordnet sind und dadurch jeweils einen gemeinsamen Luftdurchtrittskanal bilden.This object is achieved in that the metal sheets are guided parallel to one another in the area of the shaft and have outwardly curved lamellae extending over the entire surface in this area, the Slats of one sheet at an angle downwards and the slats of the opposite sheet in Angle upwards and are arranged offset to one another and thus each have a common Form air passage channel.
Der wesentliche Vorteil des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß eine bestimmte Luftmenge, die durch den Querschnitt einer Lamelle bestimmt ist, von der einen Seite in den Wärmetauscher einströmt und auf der anderen Seite in gleicher Menge ausströmt, wobei sich aber diese Menge addiert mit der Anzahl der Lamellen auf der Gesamthöhe der Heizung. Wird nun die Luft, die auf der einen Seite auf einer Lamellenbreite eingeströmt ist, vom Auftrieb innerhalb des Schachtes erfaßt, so hat sie die Möglichkeit, in irgendeiner höheren Ebene zu entweichen, in dem Moment nämlich, wenn sie auf Widerstand stößt. Gleichzeitig ist der wesentliche Vorteil erzielt, daß der Wärmeübergang von den wärmeführenden Rohren auf die Bleche gewährleistet bleibt, so daß der horizontale Wärmefluß immer wieder die Wärme in die Querströmung der Luft durch die Lamellen hindurch hineintransportiert.The main advantage of the subject matter of the invention is that a certain amount of air through the cross section of a lamella is determined, flows into the heat exchanger from one side and on the the other side flows out in the same amount, but this amount is added to the number of lamellas at the total height of the heating. The air that flows in on one side is now the width of a lamella is caught by the buoyancy inside the shaft, so it has the possibility to go to any higher level escape, namely at the moment when it encounters resistance. At the same time is the essential The advantage achieved is that the heat transfer from the heat-carrying pipes to the metal sheets is guaranteed remains, so that the horizontal flow of heat again and again the heat in the cross flow of air through the Slats transported in through.
Ein weiterer wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, daß zusätzlich zu den beiden Blechen Abstrahlbleche angeordnet sind, wobei jeweils die Bereiche, die die Luftdurchtrittsöffnungen und zugehörige Lamellen tragen, mit Abstand zum vorhergehenden Blech herausgebogen sind. Dabei werden die Abstrahlbleche vorzugsweise so angeordnet, daß sie mit den Lamellen der Bleche jeweils gemeinsam einen Luftdurchtrittskanal bilden.Another essential idea of the invention is that in addition to the two sheets Radiation plates are arranged, in each case the areas that the air passage openings and associated Carry the lamellas, bent out at a distance from the previous sheet. Thereby the radiation plates preferably arranged so that they each share an air passage channel with the lamellae of the metal sheets form.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den restlichen Unteransprüchen angegeben.Further advantageous designs are given in the remaining subclaims.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigtExemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. It shows
Fig. 1 und 2 Wärmetauscher in unterschiedlicher Stellung,Fig. 1 and 2 heat exchangers in different positions,
F i g. 3 einen Wärmetauscher im Querschnitt,F i g. 3 a heat exchanger in cross section,
Fig.4 ein anderes Ausführungsbeispiel eines Wärmetauschers, ebenfalls im Querschnitt,4 shows another embodiment of a heat exchanger, also in cross section,
F i g. 5 einen Wärmetauscher nach dem Ausführungsbeispiel der F i g. 3 im Längsschnitt, F i g. 5 shows a heat exchanger according to the exemplary embodiment in FIG. 3 in longitudinal section,
F i g. 6 einen Wärmetauscher nach dem Ausführungsbeispiel der F i g. 4, ebenfalls im Längsschnitt. F i g. 6 shows a heat exchanger according to the exemplary embodiment in FIG. 4, also in longitudinal section.
Der dargestellte Wärmetauscher besteht zunächst aus einem Rohr 1, das eine Rohrschlange sein kann, deren Rohrabschnitte la beidseitig von Blechen 2 und 3 umgriffen sind. Diese Bleche sind derart ausgebildet, daß sie die wärmeführenden Rohrabschnitte la jeweils zur Hälfte umfassen, wobei sie Halbschalen 2a, 3a bilden. Mit diesen Halbschalen 2a, 3a umfassen sie die Rohre 1 bzw. die Rohrabschnitte la derart, daß sich die Bleche 2 und 3 neben den Rohren 1 gegenseitig berühren, wobei die Bleche 2 und 3 neben den Rohren 1 im Zusammenführungsbereich 4 miteinander verschweißt sind. Dies kann durch eine Rollnahtschweißung geschehen. Dabei bleiben die Rohre 1 frei vor Zunder, so daß auch keine Verstopfungsgefahr besteht.The heat exchanger shown consists initially of a tube 1, which can be a coil, the pipe sections la are encompassed on both sides by metal sheets 2 and 3. These sheets are designed in such a way that that they each enclose half of the heat-carrying pipe sections la, with half-shells 2a, 3a form. With these half-shells 2a, 3a they encompass the tubes 1 or the tube sections la in such a way that the Sheets 2 and 3 next to the tubes 1 touch each other, with the sheets 2 and 3 next to the tubes 1 are welded together in the merging area 4. This can be done by a roller seam weld happen. The pipes 1 remain free from scale, so that there is also no risk of clogging.
Der Zusammenführungsbereich 4 kann relativ schmal sein. Die Bleche 2 und 3 werden im Zwischenraum zwischen den Rohren 1 von der Mittenachsebene der Rohre 1 weg im Abstand zueinander geführt, so daß die Bleche 2 und 3 gemeinsam einen Schacht 7 bilden, und im Bereich 6 dieses Schachtes 7 sind sie mit jalousieartigen nach außen gebogenen Lamellen 10 und 11 sowie mit Luftdurchtrittsöffnungen 8 und 9 versehen. Die Bleche 2 und 3 sind in diesem Bereich 6 des Schachtes 7 über die gesamte Fläche gehend mit den nach außen gebogenen Lamellen 10 und 11 versehen, wobei die Lamellen 10 des einen Bleches 2 im Winkel nach unten und die Lamellen 11 des gegenüberliegenden Bleches 3 im Winkel nach oben weisen und versetzt zueinander angeordnet sind. Dadurch bilden sich jeweils gemeinsame Luftdurchtrittskanäle 12. Die Luftdurchtrittsöffnungen 8 und 9 liegen somit auf einer im Winkel zur Ebene der Bleche 2 und 3 liegenden Ebene. Die Luftdurchführung ist in den Zeichnungen mit Pfeilen veranschaulicht.The merging area 4 can be relatively narrow. The sheets 2 and 3 are in the space guided between the tubes 1 from the Mittenachsplane the tubes 1 away at a distance from each other, so that the Sheets 2 and 3 together form a shaft 7, and in the area 6 of this shaft 7 they are with Blind-like outwardly curved slats 10 and 11 and provided with air passage openings 8 and 9. The sheets 2 and 3 are in this area 6 of the shaft 7 over the entire surface with the outwardly curved lamellae 10 and 11 are provided, the lamellae 10 of one sheet 2 at an angle down and the slats 11 of the opposite Sheet metal 3 point upwards at an angle and are arranged offset to one another. This creates each common air passage channels 12. The air passage openings 8 and 9 are thus at an angle to the level of the sheets 2 and 3 lying level. The air duct is indicated by arrows in the drawings illustrated.
Wie aus den F i g. 4 und 6 hervorgeht, können zu den beiden Blechen 2 und 3 weitere Abstrahlbleche 13, 14, 15 und 16 angeordnet sein, wobei jeweils die Bereiche 6, die die Luftdurchtrittsöffnungen 18 und 19 und zugehörige Lamellen 20 und 21 tragen, mit Abstand zum vorhergehenden Blech herausgebogen sind. Im Bereich der Halbschalen 2a und 3a decken die Abstrahlbleche 13,14,15,16 die Bleche 2 und 3 vollständig ab, damit ein einwandfreier Wärmeübergang von den Rohren 1 zu sämtlichen Blechen gewährleistet ist. Neben diesem Abdeckungsbereich liegt ein gemeinsamer Zusammenführungsbereich 5, während im Bereich 6 die zusätzlichen Abstrahlbleche 13, 14, 15, 16 wieder Luftdurchtrittsöffnungen 18 und 19 und Lamellen 20 und 21 aufweisen. Somit bilden die Bleche 2, 3 und die Abstrahlbleche 13, 14, 15, 16 gemeinsam Luftdurchtrittskanäle 22. Durch diese Luftdurchtrittskanäle 22 strömt die Luft hindurch in den angegebenen Pfeilrichtungen. As shown in FIGS. 4 and 6, in addition to the two plates 2 and 3, further radiation plates 13, 14, 15 and 16, each of the areas 6, the air passage openings 18 and 19 and Wear associated slats 20 and 21, are bent out at a distance from the previous sheet. In the area the half-shells 2a and 3a cover the radiating plates 13,14,15,16, the plates 2 and 3 completely, so that perfect heat transfer from the tubes 1 to all metal sheets is guaranteed. Besides this Coverage area is a common merging area 5, while in area 6 the additional Radiation plates 13, 14, 15, 16 again air passage openings 18 and 19 and slats 20 and 21 exhibit. Thus, the plates 2, 3 and the radiating plates 13, 14, 15, 16 together form air passage channels 22. The air flows through these air passage channels 22 in the indicated arrow directions.
Gleichzeitig durch die Anordnung der zusätzlichen Abstrahlbleche 13, 14, 15, 16 ergeben sich mehrere Schächte, die parallel zueinander liegen, die die nach oben drängende warme Luft aufnehmen und gegebenenfalls zu einem weiter oben liegenden Luftdurchtrittskanal 22 führen.At the same time, the arrangement of the additional radiating plates 13, 14, 15, 16 results in several Shafts that are parallel to each other and that take in the warm air that is pushed upwards and, if necessary lead to an air passage 22 located further above.
Bei Verwendung von nur zwei Blechen 2 und 3 für einen Wärmetauscher mit einer größeren Anzahl vonWhen using only two sheets 2 and 3 for a heat exchanger with a larger number of
Rohrabschnitten la werden vorzugsweise die Bleche 2,Pipe sections la are preferably the sheets 2,
3 mit den Ausprägungen in den verschiedenen Halbschalen 2a und 3a in entsprechender Anzahl und den Eindrückungen für die Zusammenführungsbereiche3 with the characteristics in the various half-shells 2a and 3a in the corresponding number and the impressions for the merging areas
4 ebenfalls in entsprechender Anzahl in einem Stück vorgesehen, während die zusätzlichen Abstrahlbleche 13, 14, 15, 16 durchaus in Blechabschnitten aufgeschweißt werden können. Sehr vorteilhaft ist das Ausführungsbeispiel der F i g. 4, aus dem ersichtlich ist, daß die verschiedenen Bleche 2, 3 und Abstrahlbleche4 also provided in a corresponding number in one piece, while the additional radiation plates 13, 14, 15, 16 can certainly be welded in sheet metal sections. That is very beneficial Embodiment of FIG. 4, from which it can be seen that the various plates 2, 3 and radiation plates
13,14,15,16 alle durchgehend ausgebildet sind, so daß neben den Rohrabschnitten la jeweils kompakte Blechpaketabschnitte in den gemeinsamen Zusammenführungsbereichen 5 vorhanden sind, die gewährleisten, daß ein einwandfreier Wärmeübergang von den Rohrabschnitten la zu den Bereichen 6 gegeben ist. Die gemeinsamen Zusammenführungsbereiche 5 können zu einem Paket miteinander verschweißt werden. Dabei kann die Verschweißung als Rollnahtschweißung ausgebildet sein.13,14,15,16 are all continuously formed so that In addition to the pipe sections la, there are also compact laminated core sections in the common merging areas 5 are available, which ensure that a proper heat transfer from the Pipe sections la is given to the areas 6. The common merging areas 5 can to be welded together in a package. The weld can be a roll seam weld be trained.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (9)
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