DE3013241A1 - Waermetauscher - Google Patents

Waermetauscher

Info

Publication number
DE3013241A1
DE3013241A1 DE19803013241 DE3013241A DE3013241A1 DE 3013241 A1 DE3013241 A1 DE 3013241A1 DE 19803013241 DE19803013241 DE 19803013241 DE 3013241 A DE3013241 A DE 3013241A DE 3013241 A1 DE3013241 A1 DE 3013241A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heat exchanger
heat
exchanger according
filler material
tube
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19803013241
Other languages
English (en)
Inventor
Josef 8014 Neubiberg Steinklammer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ELEKTRO STAHLBAU H J BEHNCKE
Original Assignee
ELEKTRO STAHLBAU H J BEHNCKE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ELEKTRO STAHLBAU H J BEHNCKE filed Critical ELEKTRO STAHLBAU H J BEHNCKE
Priority to DE19803013241 priority Critical patent/DE3013241A1/de
Publication of DE3013241A1 publication Critical patent/DE3013241A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/003Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by using permeable mass, perforated or porous materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

  • Wärmetauscher
  • Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere für Wärmepumpen, mit mindestens einem als Leitung für ein wçärmeab- oder -aufnehmendes Strömungsmittel dienenden Rohr.
  • Bei Wärmetauschern stellt sich die Aufgabe, bei vertretbarem Bauaufwand eine möglichst große Wärmetauscherleistung zu erreichen. Die Wärmetauscherleistung ist unter anderem von einer möglichst guten Wärmeleitfähigkeit der Wärmetauscherflächen, von einer möglichst großen Wärmetauscherfläche und von möglichst geringen Trennwanddicken zwischen den Medien unterschiedlicher Temperatur, zwischen welchen ein Wärmeübergang stattfindet soll, abhängig.
  • Durch das Bestreben, alternative Energiequellen zu erschließen, hat in jüngster Zeit die Wärmepumpe eine besondere Bedeutung erlangt. Der Wirkungsgrad der Wärmepumpe hängt entscheidend von der Qualität des Wärmetauschers und dessen Leistungsfähigkeit ab. Andererseits kann der Einsatz solcher alternativer Energiequellen nur gefördert werden, wenn die hohe Leistungsfähigkeit mit verhältnismäßig erträglichen Kosten erreicht werden kann.
  • Bei Wärmetauschern hoher Leistung ist eine verhältnismäßig hohe Strömungsgeschwindigkeit der den Wärmetauscher durchströmenden Medien erforderlich, was einen verhältnismäßig kleinen Strömungsquerschnitt verlangt. Ein kleiner Strömungsquerschnitt führt aber zunächst zu einer entsprechend kleinen Wärmeübergangsfläche, was wiederum leistungsmindernd wirkt, weshalb zusätzliche Maßnahmen ergriffen werden müssen, um trotz des kleinen Strömungsquerschnitts eine große Wärmeübergangsfläche zu erhalten. Man verwendet zu diesem Zweck Rohre mit eingebauten, insbesondere lamellenarL~gen Zusatzflächen, welche einerseits geeignet sind, den Strömungsquerschnitt zu verengen, während sie andererseits die wirksame Wärmeübergangsfläche erhöhen.
  • Die Herstellung solcher Rohre mit eingebauten Lamellen oder dgl. ist relativ teuer, so daß bereits aus Kostengründen eine andere Lösung der an sich gegensätzlichen Forderung nach geringem Strömungsquerschnitt bei großer Wärmeübergangsfläche gesucht werden sollte.
  • Insbesondere bei Wärmetauschern für Wärmepumpen gibt es noch weitere Gründe für eine derartige Forderung. Das wärmeabgebende Medium ist dabei meist ein gasförmiger, halogenierter Kohlenwasserstoff, welcher unter der Bezeichnung Frigen(ges. gesch. Warenzeichen) im Handel ist.
  • Während man bisher aus Gründen der guten Wärmeleitfähigkeit meist Kupferrohre verwendet hat, wird insbesondere dort, wo Trinkwasser erwärmt werden soll, die Verwendung von Edelstahlrohren bevorzugt, wenn diese mit dem Gas in Berührung gelangen. Um einen möglichst guten Wärmeübergang zu erhalten, soll die Wandstärke der Wärmetauscherrohre gering gehalten werden. Andererseits werden die Wärmetauscherrohre meist in Schraubenform oder in ähnlicher Weise gekrümmt angeordnet, um Wärmetauscher zu erhalten, welche bei hoher Leistung ein geringes Bauvolumen aufweisen. Nun ist es aber bekannt, daß Edelstahlrohre mit geringer Wandstärke, etwa unter 1,5 mm, nur unter Anwendung eines bis an die Biegestelle herangeführten, in das Rohrinnere eingreifenden Dorns gebogen werden können, was voraussetzt, daß das Rohr keine inneren Einbauten, wie die erwähnten Lamellen zur Vergrößerung der wirksamen Oberfläche, aufweist. Edel stahlrohre mit solchen Einbauten müssen, um gebogen werden zu können, eine für Wärmetauscher ungeeignet große Wandstärke aufweisen.
  • Der Erfindung liegt aus allen diesen Gründen die Aufgabe zugrunde., einen insbesondere auch für Wärmepumpen geeigneten Wärmetauscher zu schaffen, der einerseits besonders kostengünstig herstellbar ist und der andererseits eine hohe Leistung aufweist und dessen Leitungsrohre keine eingebauten Vorrichtungen zur Querschnittsverengung bzw. Vergrößerung der Wärmetauscherfläche enthalten, so daß also dünnwandige, gekrümmte Edelstahlrohre eingesetzt werden können.
  • Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß dieses Rohr ein gut wärmeleitendes vom Rohrende einführbares, in eingeführtem Zustand Strömungswege freihaltendes Füllmaterial enthält.
  • Durch diese Lösung wird es möglich, das leere Rohr über einen in das Rohrinnere eingreifenden Dorn an die Biegestelle heranzuführen und nach Wunsch zu krümmen, worauf erst anschließend, wenn das Rohr seine gewünschte Konfiguration erhalten hat, vom Rohrende aus das Füllmaterial eingefüllt wird, das eine körnige Struktur, die Form von Kügelchen oder die Form von Spänen oder eine ähnliche Schüttgutform aufweisen kann. Es ist aber auch möglich, als Füllmaterial eine flexible Spirale insbesondere aus einem Nichteisenmetall in das Rohr einzuschieben, wobei zur zusätzlichen Verengung des Strömungsquerschnitts die Spirale einen seilförmigen Kern umschließen kann.
  • Die vorgeschlagene Lösung ist nicht nur dort von Vorteil, wo dünnwandige Rohre in einem gekrümmten Zustand verwendet werden sollen, sie bietet gleichermaßen auch einen Vorteil bei geradlinig angeordneten Rohren, weil das Einfüllen eines preiswerten Füllmaterials gegenüber dem arbeitsintensiven Einbau von Lamellen oder dgl. eine sehr beachtliche Kostensenkung zur Folge hat.
  • Bei Wärmetauschern werden vom Kompressor ausgehende Schwingungen auf die Wärmetauscherrohre übertragen. Bei koaxial angeordneten Wärmetauscherrohren führt dies dazu, daß die Rohre aneinanderschlagen, was eine starke Lärmentwicklung zur Folge hat. Die erfindungsgemäße Lösung schafft auch hier Abhilfe, weil durch das Füllmaterial das Aneinanderschlagen der Rohre verhindert wird.
  • Noch ein weiterer Vorteil der brfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß die Rohre je nach der Aufgabenstellung mit unterschiedlichem Füllmaterial versehen werden können, so kann beispielsweise durch Einfüllen eines feinkörnigen Materials eine sehr gro Oe große Wärmetauscheroberfläche mit verhältnismäßig geringen Strömungsquerschnitten erzielt werden, während durch das Einfüllen grobkörnigeren Materials die Wärmetauscherfläche verringert und der Strömungsquerschnitt erhöht werden kann. Diese Maßnahmen sind jeweils erst vor dem Einsatz des Wärmetauscherrohrs möglich, erleichtern also die Lagerhaltung. Außerdem ist es möglich, das Füllmaterial eines Wärmetauschers nachträglich auszuwechseln.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Anhand der nun folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung wird diese näher erläutert.
  • Es zeigt: Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen Wärmetauscher, Fig. 2 einen Querschnitt durch ein Wärmetauscherrohr mit feinkörniger Füllung, Fig. 3 einen Querschnitt durch ein Wärmetauscherrohr mit grobkörniger Füllung und Fig. 4 einen Querschnitt durch ein Wärmetauscherrohr mit einer eingesetzten Spirale als Füllmaterial.
  • Der in Fig. 1 dargestellte Wärmetauscher besteht aus einem Rohr 10, welches einen schraubenförmig gewundenen Abschnitt 12 aufweist, der in parallel zueinander angeordneten Anschlußstutzen 14 und 16 endet. Das Rohr 10 wird von einem Mantel 18 eingehüllt, durch welchen die Anschlußstutzen 14 und 16 nach außen ragen. Der Mantel 18 selbst ist mit Anschlußstutzen 20 und 22 versehen, so daß ein Strömungsmittel durch den vom Mantel 18 eingehüllten Innenraum des Wärmetauschers strömen kann und dabei das Rohr 10 umspült, welches seinerseits von einem zweiten Strömungsmittel mit unterschiedlicher Temperatur durchquert wird.
  • Das Rohr 10 besteht vorzugsweise aus einem dünnwandigen Edelstahlrohr mit einer von den Abmessungen des Wärmetauschers und dem jeweiligen Verhältnissen abhängigen Wandstärke in der Größenordnung zwischen 0,5 und 1,5 mm.
  • Dieses Edelstahlrohr 10 wird über einen Dorn geschoben und auf einer Wickelschnecke schraubenförmig gekrümmt.
  • Nachdem das Rohr 10 die aus Fig. 1 ersichtliche Konfiguration erhalten hat und gegebenenfalls nach dem Einbau in den Mantel 18 wird das Rohr 10 mit einem Füllmaterial angefüllt, welches beispielsweise mit Druckluftunterstützung in das Rohr eingeblasen und dort verdichtet werden kann. Dieses Füllmaterial kann sehr unterschiedlicher Natur sein, muß jedoch einige Voraussetzungen erfüllen, um seinem Zweck gerecht zu werden. So muß das Füllmaterial in das gekrümmte Rohr derart eingeführt werden können, daß es das Rohr auf seine ganze Länge durchzieht. Das Füllmaterial muß außerdem ein guter Wärmeleiter sein und darf schließlich den Querschnitt des Rohrs 10 nicht soweit zusetzen, daß ein Strömungsmitteldurchtritt unterbunden wird.
  • Diese Voraussetzungen erfüllen beispielsweise schüttgutartige Teilchen, vorzugsweise aus Nichteisenmetallen, wie z.B. Aluminium, oder aber auch aus Sintermaterial, welche kugelförmig, von körniger Struktur oder in Form von Spänen ausgebildet sein können. Je nach der Korn-, Span- oder Kugelgröße wird ein mehr oder minder großer Durchströmquerschnitt auch dann verbleiben, wenn das Rohr 10 vollständig mit dem Füllmaterial angefüllt ist.
  • Die Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch ein Rohr 10, welches mit Kügelchen 24 angefüllt ist, zwischen welchen verhältnismäßig kleine Querschnitte als Strömungsweg 26 freibleiben. Bei dieser Art von Füllmaterial wird eine große Wärmeübertragungsfläche bei verhältnismäßig kleinem Strömungsquerschnitt erhalten.
  • In Fig. 3 ist das Rohr 10 mit einem körnigen Material 28 angefüllt, dessen Korngröße wesentlich größer ist als der Querschnitt der Kügelchen 24. Zwischen den Körnern 28 bleiben Strömungswegen 30 frei, deren Gesamtquerschnitt größer ist als bei der Ausführungsform nach Fig. 2, während die wärmeübertragende Oberfläche in der Regel geringer sein wird als bei der Ausführungsform nach Fig.2, es sei denn, man verwendet Körner mit einer sehr unregelmäßig gestalteten und gegenüber dem eingeschlossenen Volumen verhältnismäßig großen Oberfläche. 1l Die Fig. 4 zeigt eine andere Lösungsmöglichkeit. Dabei ist in das Rohr 10 eine Spirale 32 aus einem elastischen Material eingeschoben, wobei die Spirale einen Nylonkern 34 umschließt, der als Füllkörper den Durchströmquerschnitt verengt. Bei dieser Ausführungsform erstreckt sich der Strömungsweg 36 im wesentlichen den Spiralwindungen entlang.
  • Es ist ersichtlich, daß durch die erfindungsgemäße Ausbildung sehr viele unterschiedliche, den jeweiligen Anwendungszwecken entsprechende Abwandlungen möglich sind, wobei der Aufwand verhältnismäßig gering ist und dünnwandige Edel stahlrohre verwendet werden können, ohne hinsichtlich der Wärmeübergangsflächen und der Strömungsquerschnitte Kompromisse eingehen zu müssen.
  • Leerseite

Claims (12)

  1. Wärme tauscher Ansprüche: 13 Wärmetauscher, insbesondere für Wärmepumpen, mit mindestens einem als Leitung für ein wärmeab- oder -aufnehmendes Strömungsmittel dienenden Rohr aus einem gut wärmeleitfähigen Material, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Rohr (10) ein gut wärmeleitendes, vom Rohrende (14, 16) aus einführbares, in eingeführtem Zustand Strömungswege (26, 30, 36) freihaltendes Füllmaterial (24, 28, 32) enthält.
  2. 2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial eine körnige Struktur aufweist.
  3. 3. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial die Form von Kügelchen (24, 28) aufweist.
  4. 4. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial die Form von Spänen aufweist.
  5. 5. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial die Form einer der Rohrlänge angepaßten Spirale aufweist.
  6. 6. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial (24, 28 32) aus einem Nichteisenmetall besteht.
  7. 7. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial ein Sintermaterial ist.
  8. 8. Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spirale (32) zur Verengung des Strömungsquerschnitts einen seilförmigen Kern (34) umschließt.
  9. 9. Wärmetauscher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der seilförmige Kern (34) aus syntetischen Fasern besteht.
  10. 10. Wärmetauscher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der seilförmige Kern (34) aus Nylon besteht.
  11. 11. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr ein dünnwandiges Edelstahlrohr ist.
  12. 12. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr spiralig gekrümmt ist.
DE19803013241 1980-04-03 1980-04-03 Waermetauscher Withdrawn DE3013241A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19803013241 DE3013241A1 (de) 1980-04-03 1980-04-03 Waermetauscher

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19803013241 DE3013241A1 (de) 1980-04-03 1980-04-03 Waermetauscher

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3013241A1 true DE3013241A1 (de) 1981-10-08

Family

ID=6099343

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19803013241 Withdrawn DE3013241A1 (de) 1980-04-03 1980-04-03 Waermetauscher

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3013241A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0816790A3 (de) * 1996-06-27 1998-12-23 Universität Karlsruhe, (Technische Hochschule) Wärmeübertragungselement, insbesondere zur Verwendung für Raumlüftungseinrichtungen mit Wärmerückgewinnung
WO2019197536A1 (de) * 2018-04-13 2019-10-17 Lion Smart Gmbh Temperiervorrichtung für die temperierung einer batterivorrichtung
IT201800007278A1 (it) * 2018-07-20 2020-01-20 Metodo per la dissipazione e il recupero di calore

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0816790A3 (de) * 1996-06-27 1998-12-23 Universität Karlsruhe, (Technische Hochschule) Wärmeübertragungselement, insbesondere zur Verwendung für Raumlüftungseinrichtungen mit Wärmerückgewinnung
WO2019197536A1 (de) * 2018-04-13 2019-10-17 Lion Smart Gmbh Temperiervorrichtung für die temperierung einer batterivorrichtung
IT201800007278A1 (it) * 2018-07-20 2020-01-20 Metodo per la dissipazione e il recupero di calore

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE7417030U (de) Flexibles leitungsrohr zur fortleitung fluessiger oder gasfoermiger medien
DE1601908B1 (de) Vorrichtung zur Kuehlung von Strahlungsschutzschilden in Behaeltern und Apparaturen,welche als Kuehlmedium tiefsiedende Fluessigkeiten aufnehmen
DE60316979T2 (de) Schlauchförmiges glied mit einem aus mehreren metalldrähten oder -röhren bestehenden umfang
DE3517560A1 (de) Austausch-foerderwendel fuer gesteinsbohrer
DE3440060A1 (de) Kraftstoffkuehler fuer eine brennkraftmaschine
DE3013241A1 (de) Waermetauscher
EP0819892A2 (de) Wärmetauscher zur Brauchwasserbereitung
DE3045740C2 (de) Vorrichtung zum Rückgewinnen von Wärme
DE10322028A1 (de) Kälteanlage mit Wärmeaustauscher
DE8009375U1 (de) Waermetauscher
DE102008030423B4 (de) Rohr mit einer durch Noppen Oberflächenprofil-modifizierten Außenmantelfläche
DE928716C (de) Waermeaustauscher
DE2708377A1 (de) Rohrfoermiger waermetauscher
DE19829681C1 (de) Flüssigkeitserhitzer mit wenigstens einer Heizwendel, welche von Metall umgossen ist
DE102021102960A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Wärmerohres
DE1066213B (de)
DE3429524A1 (de) Dornstange oder stopfen fuer eine walzstrasse zum herstellen nahtloser rohre
DE19802670A1 (de) Wärmeübertrager
DE7912786U1 (de) Waermetauscher
DE1189567B (de) Drosselorgan fuer Kaeltesaetze
DE2554904C3 (de) Wassergekühltes Hochspannungsenergiekabel
AT259740B (de) Vorwärmer für zähflüssige Öle
AT382699B (de) Magnetisierungsspulenkoerper fuer magnetventile
AT214950B (de) Wärmeaustauscher
DE3229420A1 (de) Verfahren zur herstellung einer wendelfoermigen verzoegerungsleitung fuer wanderfeldroehren

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8130 Withdrawal