DE2616929A1

DE2616929A1 - Waermeuebertragungs-element, insbesondere strahlungs-heizanordnung

Info

Publication number: DE2616929A1
Application number: DE19762616929
Authority: DE
Inventors: Per Wesseltoft
Original assignee: Individual
Current assignee: ENERGIKONTROLL A/S, OSLO, NO
Priority date: 1975-04-18
Filing date: 1976-04-15
Publication date: 1976-10-28
Also published as: DE2616929C2; SE407850B; CH606924A5; DK163476A; SE7604026L; FR2308074B1; NO135001B; JPS51142150A; GB1539984A; FR2308074A1; NO135001C; US4079781A

Description

(Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der norwegischen Anmeldung Nr. 75-14-05 "vom 18. April 1975 in. Anspruch genommen)

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wärmeübertragungs-Element, insbesondere eine Strahlungs-Heizanordnung bzw. einen Strahlungsheizer, mit Rohren zum Umlauf eines Strömungsmediums, wie Wasser, Öl oder Dampf, und Strahlungsplatten mit ausgeformten Profilabschnitten zur Anordnung in gutem Wärmekontakt an der Rohroberfläche. Solche Wärmestrahlungs-Installationen sind insbesondere, aber nicht ausschließlich, als Deckenheizsystem in großen Räumen, wie Industriehallen und dergleichen, vorgesehen. Die Erfindung schließt aber auch andere Anwendungen, beispielsweise für Kühlungs- und Gefrierzwecke, ein.

Ein wesentliches Problem an solchen Installationen ergibt sich aus dem notwendigen Wärmeübergang zwischen jedem Rohr und der zugeordneten Strahlungsplatte oder -platten bzw· -tafeln. Ein guter Wärmeübergang an dieser Stelle hat maßgebliche

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Bedeutung für den Wirkungsgrad der Anlage. Gleichzeitig liegt eine wesentliche Anforderung an solchen baulichen Ausführungen darin, daß ihre Montage einfach und ohne notwendige Verwendung von Spezialwerkzeugen oder Maschinen zum Zusammenbau der Strahlungsplatten und Rohre durchgeführt werden kann.

Hinsichtlich der oben erwähnten Wärmeübergangs- und Montageprobleme müssen Abmessungstoleranzen besonders beachtet werden, die in RohrQualitäten auftreten, welche für solche Elemente bzw. Wärmestrahlungs-Anlagen verwendet werden. Es ist festgestellt worden, daß der Durchmesser oder die Querschnittsabmessung solcher Rohre üblicherweise innerhalb so großer Toleranzen liegen, daß ein genauer Sitz auf zusammenwirkenden, in der Strahlungsplatte ausgeformten Profilabschnitten nicht möglich ist. Die Folge solcher Ungenauigkeiten ist ein schlechter Wärmeübergang. Insofern müssen auch Montageprobleme bei der Zusammensetzung solcher Elemente berücksichtigt werden.

Gemäß der Erfindung werden die angegebenen Probleme in einem wesentlichen Ausmaß dadurch gelöst, daß Rohre mit einem polygonalen Querschnitt mit zwei benachbarten Seiten verwendet werden, die zur Anlage an eine entsprechende ebene Oberfläche eines Profilabschnittes ausgeführt sind, der in einer einzelnen oder in zwei benachbarten Strahlungsplatten ausgeformt ist, und daß die ebenen Flächen des Profilabschnittes mit elastischem Federungsvermögen gegen die benachbarten Seiten des Rohres gepreßt sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist jede Strahlungsplatte mit wenigstens einem Profilabschnitt geformt, der V-förmigen Querschnitt hat, und der Winkel zwischen den ebenen Flächen des Profilabschnittes ist in nichtmontiertem Zustand der Strahlungsplatte etwas kleiner als der Winkel zwischen

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den benachbarten Seiten des Rohres, auf welchem die Strahlungsplatte montiert wird. Vorzugsweise hat das Rohr einen rechteckigen Querschnitt, während der Winkel zwischen den ebenen Flächen des Profilabschnittes vorzugsweise etwas kleiner »als 90° ist.

Wenn der Profilabschnitt und das Rohr mit Querschnitten, wie angegeben, geformt sind, wird ein sehr vorteilhafter Keileffekt erreicht, der zu einem innigen und bleibend guten Wärmekontakt zwischen den Oberflächenbereichen des Rohres und den Profilabschnitten der Strahlungsplatte führt. Darüber hinaus ist es möglich, den Zusammenbau sehr einfach und sicher aus zuführen·

Für Heizanordnungen sind solche Rohre Heizrohre.

In der folgenden Beschreibung wird die Erfindung anhand eines Beispiels mit mehr Einzelheiten unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1a : einen vereinfachten Querschnitt eines

Teiles einer Strahlungsplatte mit einem Profilabschnitt vor der Montage eines Heizrohres in ihm,

Fig. 1b : die gleichen Bauteile wie in Fig. 1a, jedoch in zusammengebautem Zustand.

Die Fig. 1a und 1b zeigen einen Teil einer im wesentlichen ebenen Strahlungsplatte 3 mit einem Profilabschnitt 10, der mit einem Heizrohr 4 von quadratischem Querschnitt zusammenwirkt.

In dem nicht zusammengebauten Zustand, wie in Fig. 1a gezeigt,

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"bilden die beiden ebenen Flächen 1 und 2 des Profilabschnitts zwischen sich einen Winkel von weniger als 90 . Durch Einpressen des Heizrohres 4 in diesen Profilabschnitt 10 in Richtung des Pfeiles in Fig. 1a werden die Flächen 1 und 2 federnd aneinandergedrückt, wodurch der Winkel zwischen diesen Flächen auf 90° zunimmt, und zwar in dem Zustand, in welchem die Flächen 1 und 2 dicht an den Seiten 4a und 4b des Heizrohres 4 anliegen. In diesem Zustand werden daher die ebenen Flächen 1 und 2 des Profilabschnittes federnd an benachbarte Seiten 4a und 4b des Heizrohres 4 gedrückt.

Um eine einfache Befestigung des Heizrohres in montiertem Zustand, der in Fig. 1b gezeigt ist, zu erhalten, ist ein Stift 5 vorgesehen, der an der oberen Ecke des Heizrohres 4 befestigt ist und eine entsprechende öffnung in dem Profilabschnitt 10 durchsetzt. Dieser Stift kann nach Durchführung durch die öffnung an der Außenseite des Profilabschnittes abgebogen werden, wie in Fig. 1b bei 15 gezeigt ist. Diese biegefähigen Stifte 5 sind vorzugsweise aus ausgeglühtem Eisendraht hergestellt, der an einem Seitenrand des Heizrohres in diagonal nach außen gerichteter Anordnung durch Stumpfschweißung befestigt werden kann. Das einzige zum Zusammenbau mittels der Stifte 5 notwendige Werkzeug ist ein Hammer.

Aus den Fig. 1a und 1b ist ersichtlich, daß der quadratische Querschnitt des Heizrohres 4 eine Seitenlänge ungefähr geich der Breite der ebenen Flächen 1, 2 des Profilabschnittes hat. Es ist jedoch ersichtlich, daß sowohl die AbmessungsVerhältnisse als auch die Querschnittsformen zahlreichen Variationen unterworfen werden können, die von der speziellen in den Figuren 1a und 1b gezeigten Ausführungsform abweichen. Es können nicht nur rechtwinklige Heizrohrquerschnitte, sondern auch dreieckige oder möglicherweise polygonale Querschnitte verwendet werden. In allen Fällen ist es möglich, den besonderen Effekt dadurch zu erzielen, daß die ebenen Flächen des

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Profilabschnittes elastisch federnd gegen benachbarte Seitenflächen des Heizrohres gepreßt werden. Darüber hinaus ist nicht unbedingt notwendig, daß der Profilabschnitt in ein und derselben Strahlungsplatte ausgeformt ist. So kann jede von zwei fortlaufenden Strahlungsplatten mit einem von beiden Teilen eines solchen Profilabschnittes geformt werden. In diesem Falle wird bevorzugt, diese Strahlungsplatten so zu formen, daß sie sich über dem Heizrohr etwas überlappen, und vorzugsweise werden sie mittels Stiften, ähnlich den Stiften 5 in den Fig. 1a und 1b, zusammengehalten.

Es ist erkennbar, daß die erfindungsgemäßen Strahlungsheizer auch als Strahlungswärme-Absorptionsapparate arbeiten können. So sind sie gut geeignet für Sonnenenergie-Heizsysteme, in denen diese Strahlungs-Heizeinheiten bei Montage beispielsweise auf dem Dach von Gebäuden in umgekehrter Weise arbeiten, indem sie Dampf erzeugen oder Wasser erhitzen, das in dem Gebäude für seine Beheizung oder für andere Zwecke in Umlauf gesetzt wird. Darüber hinaus können solche Einheiten oder Elemente, bei denen vorzügliche Wärmeübergangseigenschaften, die nach der Erfindung erhalten werden, auch vorteilhaft sind.

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Claims

Patentansprüche

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Wärmeübertragung-Element, insbesondere Strahlungs-Heizanordnung, mit Rohren zum Umlauf eines Strömungsmediums,
wie Wasser, öl oder Dampf, und Strahlungsplatten mit Profilabschnitten zur Anordnung in gutem Wärmekontakt an der Rohroberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß Rohre (4) mit polygonalem Querschnitt -vorgesehen sind, von welchem zwei benachbarte Seiten (4a, 4b) zur jeweiligen Anlage an einer ebenen Fläche (1, 2) des Profilabschnittes (1O) ausgeführt sind, der in einer einzelnen (3) oder in zwei fortlaufenden Strahlungsplatten ausgeformt ist, und daß die ebenen Flächen (1, 2) des Profilabschnittes jeweils elastisch federnd gegen die benachbarten Seiten (4a, 4b) des Rohres (4) gepreßt sind.
2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Strahlungsplatte (3) mit wenigstens einem Profilabschnitt (10) geformt ist, der V-förmigen Querschnitt hat, und daß der Winkel zwischen den ebenen Flächen (1, 2) des Profil-

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abschnittes in nichtmontiertem Zustand der Strahlungsplatte etwas kleiner als der Winkel zwischen den benachbarten Seiten (4a, 4b) des Rohres (4) ist, an dem die Strahlungsplatte (3) montierbar ist.
3. Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (4) rechteckigen Querschnitt hat und der Winkel zwischen den ebenen Flächen (1, 2) des Profilabschnittes (10) etwas kleiner als 90° ist.
4. Element nach Anspruch 1, 2 oder 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der ebenen Flächen (1, 2) des Profilabschnittes (10) im wesentlichen gleich der Breite der entsprechenden benachbarten Seiten (4a, 4b) des Rohres (4) ist.
5. Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (4) an der Strahlungsplatte (3) mittels diagonal nach außen gerichteter, biegefähiger Stifte (5), vorzugsweise aus ausgeglühtem Eisendraht, befestigt ist, die durch Stumpfschweißung an der Seitenkante des Rohres befestigt sind und durch Öffnungen in dem Profilabschnitt (10) hindurchführbar sind.

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