DE2921770C2

DE2921770C2 - Wärmetauscher

Info

Publication number: DE2921770C2
Application number: DE2921770A
Authority: DE
Inventors: Albert 5165 Hürtgenwald Feron; Berthold 5168 Niedereggen Feron
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-05-29
Filing date: 1979-05-29
Publication date: 1983-12-01
Also published as: DE2921770A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher aus zwei Halbschalen, die jeweils aus einem eine Kunststoffschicht aufweisenden Metallband mit einer Schar von von der freien Oberfläche der Kunststoffschicht her geformten, parallel zueinander verlaufenden Rinnen bestehen, bei dem die Halbschalen an den ungeformten ebenen Bereichen ihrer Kunststoffschicht miteinander und an ihrem Umfange dicht verschweißt sind, und der je einen in dem Umfangsrand angeordneten Kanal für den Zulauf bzw. für den Ablauf eines Wärmeübertragungsmediums aufweist

Derartige Wärmetauscher werden als Heizkörper, aber auch für andere Zwecke der Wärmeübertragung eingesetzt.

Bei einem bekannten, der Gattung entsprechenden Wärmetauscher dieser Art ist jede Rippe aus zwei miteinander verschweißten, aus Blech geprägten Halbschalen erstellt (DE-OS 25 18 683). Um für die Raumheizung Wärmetauscher geringerer Bautiefe zu schaffen, sind diese Wärmetauscher entwickelt worden, die im wesentlichen aus zwei aufeinandergelegten, an den Rändern miteinander verschweißten Metall-Halbschalen bestehen, die zum Zwecke der Oberflächenvergrößerung profiliert ausgebildet sind.

Um die korrosive Wirkung auch chemisch affiner Wärmeübertragungsmedien sowie die Abscheidung von Belägen auf den Wärmeübertragungsflächen zu unterbinden, sind aus Kunststoffplatten zusammengesetzte Wärmetauscher bekannt (DE-OS 21 43 020). Nachteilig macht sich bei diesen bemerkbar, daß infolge der schlechten Wärmeleitfähigkeit der Kunststoffplatten der spezifische Flächendurchsatz gering bleibt, und unangenehm machen sich sowohl die hohen Herstellungs- und Montagekosten als auch der starre Aufbau bemerkbar. Die DE-OS 21 43 020 offenbart ebenfalls einen der Gattung entsprechenden Wärmetauscher, bei dem die angeformten, parallelen Rinnen beider Halbschalen sich nur in einer Richtung und bis zum Rande des Wärmetauschers erstrecken. Die Zu- und Ableitung des Wärmeübertragungsmediums erfolgt über gesonderte, über die offenen Enden der miteinander verbundenen Halbschalen geführte und mit diesen verbundene Hohlleisten. Damit erweist sich nicht nur die Herstellung als kompliziert und damit unerwünscht aufwendig, die Profilrohre und ihre Halterung bedingen feste Abmessungen des Wärmetauschers, welche einerseits die Verwendung besonders dünner Metallbänder ebenso verbieten wie eine feste Abstützung, beispielsweise durch Einbettung in eine Trägerplatte, erforderlich wird. Diese wiederum erhöht die Abmessungen unliebsam und deckt Teile der aktiven Flächen ab. Als unvorteilhaft macht sich auch bemerkbar, daß die Einspeisung ausschließlich über die Stirnflächen der Rillen erfolgt und ausgleichende Querströmungen innerhalb des Wärmetauschers nicht möglich sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen der Gattung entsprechenden Wärmetauscher so weiterzubilden, daß durch einfachen Aufbau und flexible Ausbildung sich wesentlich verringerte Herstellungskosten in Verbindung mit einem erheblich gesenkten Montageaufwand ergeben.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß jede der Halbschalen an ihrem Umfange einen ebenen, der freien Oberfläche der Kunststoffschicht zugeordneten, dem dichten Verschweißen dienenden Randstreifen mit zwei Einprägungen für je ein Kunststoffrohr für den Zulaufkanal bzw. für den Ablaufkanal aufweist, wobei gleichzeitig mit dem Verschweißen der Halbschalen die Kunststoffrohre eingeschweißt sind.

Hierdurch ergibt sich eine relativ einfache Herstellung aus zwei vorgeprägten Halbschalen und zwei eingelegten Kunststoffrohren bzw. -schlauchen, die in einem gemeinsamen Arbeitsgang miteinander verbunden werden, und von denen letztere gleichzeitig als Anschlußrohre bzw. -schlauche dienen können. Durch die Art der Herstellung ist ein solcher Wärmetauscher relativ flexibel bzw. verformbar, so daß auch seine Montage durch die Möglichkeit des Anpassens an die

jeweiligen Gegebenheiten erheblich vereinfacht und damit verbilligt wird. Die vorgefertigten Metalldünnbänder und Kunststoffolien können, bspw. mit Hilfe eines Zweikomponentenklebers, leicht aufeinander kaschiert werden, und das Einprägen der Rinnen in die Haibschalen erfordert nur relativ geringe Kräfte und läßt sich bspw. ebenfalls mittels Prägewalzen durchführen, wie auch die gegenseitige Verbindung durch Kleben, Schweißen und/oder Siegeln einfach und leicht erzielbar ist. Durch die Verwendung einer nicht zu großen Prägung läßt sich trotz nur geringer erforderlicher Prägekräfte ein stabiles Hohlraum-System schaffen, das dem zu benutzenden Wärmeübertragungsmedium ausreichende Strömungspfade bietet. Die Abdichtung der einzubringenden Zu- und Ablaufkanäle wird erleichtert, indem deren Querschnitt mindestens im Eintrittsbereich zwischen die Randstreifen der HaIbschiilen seitlich flach auslaufend ist. Sowohl die Stabilität wird erhöht als auch der Querströmunge" gebotene Widerstand erniedrigt, wenn die Halbschalen je eine Schar von sich mit den Rinnen überkreuzenden Querrinnen aufweisen. Zweckmäßig wird auch die Struktur der Rinnen- und Flächenelemente mit geringer Größe ausgeführt, wobei die Größe der ebenen Bereiche der Halbschalen maximal je 4 cm² beträgt Eine einfache Befestigung ergibt sich, wenn der Randstreifen außerhalb der Dichtverschweißung Befestigungslöcher aufweist Zur Halterung, Befestigung und Montage kann es sich auch als vorteilhaft zeigen, wenn die ebenen Bereiche der beiden Halbschalen einander zugeordnete Durchbrechungen aufweisen. Die gleichmäßige Verteilung des Wärmeübertragungsmediums wird verbessert, wenn die Kunststoffrohre bzw. -schläuche für den Zulaufkanal und für den Ablaufkanal im Wärmetauscher hinter ihrer Einschweißstelle schlitzartige seitliche öffnungen aufweisen, und ebenso hat es sich bewährt, sie an ihren im Wärmetauscher angeordneten Ende zu verschließen.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch einen Abschnitt eines Wärmetauschers,

Fig.2 eine Draufsicht auf den Abschnitt des Wärmetauschers nach F i g. 1,

Fig.3 eine Draufsicht auf den Wärmetauscher nach F i g. 2 in kleinerer Darstellung,

Fig.4 eine Draufsicht auf einen abgeänderten Wärmetauscher und

F i g. 5 einen Querschnitt durch einen Zulaufkanal der Wärmetauscher nach F i g. 3 und 4 in seinem Eintrittsbe- so reiche in vergrößerter Darstellung.

Eine obere Halbschale 1 sowie eine untere Halbschale 2 bestehen jeweils aus einem Aluminiumdünnband 3 bzw. 6, auf das mittels eines Zweikomponentenklebers eine Kunststoffolie 4 bzw. 5 aufkaschiert ist. Nach Einprägen von Rinnen 7 und Querrinnen 8 werden die ausgeschnittenen und vorgeprägten Halbschalen 1,2 so aufeinandergelegt, daß zwischen den Rinnen verbliebene ebene Bereiche 9 der Kunststoffolien 4 und 5 aufeinanderliegen und miteinander durch Schweißen verbunden werden. Die Rinnen 7 und die Querrinnen 8 weisen ein annähernd trapezförmiges Profil auf, und die Breite der Rinnen 7 und Querrinne 8 im Fußbereich beträgt ebenso wie die Seitenlänge der quadratischen ebenen Bereiche9ca. 10 mm Fig. 2.

Bei der Herstellung des Wärmetauschers 10 werden an einem Ende der Halbschalen zur Zufuhr und und Abfuhr des Wärmeübertragungsmediums ein Kunststoffrohr 25 in einen Zulaufkanal 11 und in einen Ablaufkanal 12 eingelegt, die im Inneren des Wärmetauschers 10 relativ flach ausgeführt sind, und zur Erleichterung des Hersteilens einwandfreier Verbindungen zwischen den Rändern der Halbschalen 1 und 2 sowie den jeweiligen Rändern und dem Zulaufkanal 11 bzw. Ablaufkanal 12 mindestens im Verbindungsbereich seitlich ihrer lichten Weite 14 Ansätze 13 aufweisen, die annähernd keilförmig ausgebildet sind und am freien Ende spitz zulaufen (F i g. 3). Der Zulaufkanal 11 und der Ablaufkanal 12 sind zwischen den Halbschalen 1 und 2 aufeinander zu geführt und stoßen mit ihren abgeschlossenen Enden 17 fast zusammen. Die Kunststoffrohre 25 für den Zulaufkanal 11 und den Ablaufkanal 12 weisen hinter ihrer Einschweißstelle eine nicht dargestellte schlitzförmige Öffnung auf. Außerhalb einer die Haibschalen 1 und 2 miteinander verbindenden und gegeneinander abdichtenden Schweißnaht 15 ist ein mit ausgestanzten Befestigungslöchern 31 ausgestatteter Randstreifen 16 angeordnet, der zur Befestigung des Wärmetauschers 10 verwendet wird. Zwischen den abgeschlossenen Enden 17 der Kunststoffrohr 25 ist eine weitere Schweißnaht 18 angeordnet, die sich über mehr als ²Z₃ Länge des Wärmetauschers 10 erstreckt.

Die Querrinnen 8 bewirken einen Strömungsausgleich, so daß die Rinnen 7 etwa mit gleicher Strömungsgeschwindigkeit und von gleichen Mengen Mediums durchsetzt werden. Hinter dem Ende der Schweißnaht 18 beginnt zunehmend eine die Querrinnen 8 durchsetzende Strömung, die das den Wärmetauscher 10 durchfließende Medium aus der links dargestellten in die rechts gezeigte Hälfte des Wärmetauschers 10 überführt, in dem die Strömung (in der Zeichnung) nach oben auf die schlitzförmige öffnung des Kunststoffrohres 25 des Ablaufkanals 12 zu gerichtet ist.

Eine abgeänderte Ausführung eines Wärmetauschers 19 wird anhand der F i g. 4 erläutert. Die die Zuführung und Abführung des Wärmeübertragungsmediums bewirkenden Kunststoffrohre 25 des Zulaufkanals 20 und des Ablaufkanals 21 sind an einander gegenüberliegenden Seiten in den Wärmetauscher 19 eingeführt, so daß die vom einen ausgehende und vom anderen aufgenommene Strömung sich in Längsrichtung durch den Wärmetauscher 19 bewegt. Um eine Kette von Wärmetauschern 19 hintereinander anordnen zu können, tritt oben links das Kunststoffrohr 25 des Zulaufkanals 20 in den Wärmetauscher 19 ein, während das Kunststoffrohr 25 des Ablaufkanals 21 unten rechts aus dem Wärmetauscher austritt. In den Wärmetauscher 19 sind Durchbrechungen 22 eingestanzt, die durch deren Rand umziehende Schweißnähte 23 abgedichtet sind. Hierdurch werden beim Einbetten des Wärmetauschers 19 in Estrichschichten, in Wandplatten od. dgl. nicht nur Druckkräfte in den ebenen Bereichen 9 übertragbar, indem in diesen Bereichen die unten liegende Schicht diese ebenen Bereiche 9 direkt abstützt und die darüberliegende Schicht sich bis zu den ebenen Bereichen 9 herunter erstreckt und die obere Außenseite abstützt, sondern der Wärmetauscher 19 gibt mit seinen Durchbrechungen 22 auch die Möglichkeit, die auf !reiden Seiten des Wärmeaustauschers 19 anstehenden Schichten direkt zu verbinden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wärmetauscher aus zwei Halbschalen, die jeweils aus einem eine Kunststoffschicht aufweisenden Metallband mit einer Schar von von der freien Oberfläche der Kunststoffschicht her geformten, parallel zueinander verlaufenden Rinnen bestehen, bei dem die Halbschalen an den ungeformten ebenen Bereichen ihrer Kunststoffschicht miteinander und an ihrem Umfang dicht verschweißt sind, und der je "> einen in dem Umfangsrand angeordneten Kanal für den Zulauf bzw. für den Ablauf eines Wärmeübertragungsmediums aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Halbschalen (1 und 2) an ihrem Umfange einen ebenen, der freien Oberfläche der Kunststoffschicht zugeordneten, dem dichten Verschweißen dienenden Randstreifen (16) mit zwei Einprägungen für je ein Kunststoffrohr (25) für den Zulaufkanal (11 bzw. 20) bzw. für den Ablaufkanal (12 bzw. 2t) aufweist, wobei gleichzeitig mit dem Verschweißen der Halbschalen (1 und 2) die Kunststoff rohre (25) eingeschweißt sind.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Zulaufkanals (11 bzw. 20) und des Ablaufkanals (12 bzw. 21) mindestens im Eintrittsbereiche zwischen die Randstreifen (16) der Halbschalen (1 und 2) seitlich flach auslaufend ist.

3. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschalen (1 und 2) je eine Schar von sich mit den Rinnen (7) überkreuzenden Querrinnen (8) aufweisen.

4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der ebenen Bereiche (9) maximal 4 cm² beträgt.

5. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Randstreifen (16) außerhalb der dichten Verschweißung Befestigungslöcher (31) aufweist.

6. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ebenen Bereiche (9) der beiden Halbschalen (1 und 2) einander zugeordnete Durchbrechungen (22) aufweisen.

7. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffrohre (25) für den Zulaufkanal (11 bzw. 20) und für den Ablaufkanal (12 bzw. 21) im Wärmetauscher (10 bzw. 19) hinter ihrer Einschweißstelle schlitzartige seitliche Öffnungen aufweisen.

8. Wärmetauscher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffrohre (25) an ihrem im Wärmetauscher (10 bzw. 19) angeordneten Ende (17) verschlossen sind.