DK155467B - Varmevekslerpanel og fremgangsmaade til fremstilling heraf - Google Patents

Description

DK 155467 B

Opfindelse angår et varmevekslerpanel af den i indledningen til krav 1 angivne art, f.eks. en fordamper eller kondensator for et fryse- eller køleskab, eventuelt køle-, sol- eller varmepaneler (ovnpaneler), og en frem-5 gangsmåde til fremstilling af et sådant varmevekslerpanel.

Størsteparten af sådanne paneler i fryse- og køleskabe fremstilles i dag ved hjælp af den såkaldte "roll bond"-proces. Tynde aluminiumplader påføres et ønsket banemønster for cirkulation af et kølemedium, og pladerne val-10 ses derefter parvis sammen og svejses på denne måde til enheder. Ved hjælp af trykluft "blæses" pladerne fra hinanden under dannelse af cirkulationskanaler langs det påtrykte mønster, der ikke svejses under valsningen.

Dette system har umiddelbare begrænsninger, først og 15 fremmest med hensyn til en maksimal størrelse på en hederne, fleksibilitet i henhold til facon, en minimal vægtykkelse og muligheder for at øge eller variere den varmeafgivende/-absorberende overflade.

Fra patentlitteraturen kendes der flere arter af ekstru-20 derede aluminiumfordampere, hvor man har prøvet at undgå de ulemper, som er forbundet med de ovenfor nævnte "roll-bond"-fremstillede paneler.

Fra US patentskrift nr. 2 212 912 kendes der en fordamper for køleskabe, fremstillet ved ekstrudering i alumi-25 nium, med fordamperplade, kanaler for cirkulation af et kølefluidum og køleribber som en integreret enhed.

Ulemperne ved denne fordamper er de mange koblinger, som skal foretages under installation af fordamperen.

For at forme en kontinuert cirkulationsledning, skal 30 de tilgrænsende åbne kanaler i fordamperpladen forbin des med hinanden ved hjælp af U-rørbøjninger, og videre

DK 155467 B

2 skal der foretages en tilkobling til fordelingskassen, hovedledningen etc. Alle disse forbindelser udføres ifølge den kendte teknik ved hjælp af svejsning og/eller indstøbning med metal med lavt smeltepunkt (lodning) 5 og medfører således, udover store fremstillingsomkost ninger, et stort krav til svejsekvaliteten for at sikre tætte forbindelser og at undgå korrosionsproblemer.

Et andet eksempel på anvendelse af ekstruderede aluminiumfordampningsplader ses på fig. 2 og 3 i norsk frem-10 læggelsesskrift nr. 137 292, hvor en integreret fordam perplade er udstyret med køleribber og har åbne eller lukkede kanaler, der tjener som fæsteanordning for rør.

Rørene kan fæstes i kanalerne ved limning (lukkede kanaler) eller limning kombineret med plastisk deformation 15 af de åbne kanalers sidevægge, som derigennem omgiver de indlagte rør. Ulemperne ved denne konstruktion er, i tilknytning til de ovennævnte problemer med kobling af individuelle rør en nedsat varmeledningsevne mellem rør og kanal som følge af limning og dårlig mekanisk 20 fæste ved de åbne kanaler med fare for, at rørene løsner sig under drift på grund af vibration.

Man'kender ligeledes en varmevekslerkonstruktion ifølge svensk fremlæggelsesskrift nr. 431068, som omfatter en fjedrende pladeflange, som presses ned imod rørene 25 således, at disse fastklemmes under flangedeformation, hvor denne fremgangsmåde medfører en uheldig "spring back" - eller "udfjedrings"-effekt.

Det er derfor et formål med opfindelsen at tilvejebringe et varmevekslerpanel uden de ovennævnte ulemper og 30 begrænsninger, og hvorved der opnås en ny og forbed ret konstruktion med hensyn til varmetekniske parametre, lave produktionsomkostninger samt mulighed for modulopbygning af panelerne til en ubegrænset størrelse.

3

DK 1 5 b 4 6 / B

Videre er formålet med opfindelsen at tilvejebringe en ny fremgangsmåde til fremstilling af varmeveksler-paneler baseret på rent mekanisk sammenføjning af ekstru-derede/profilerede plader med varmeledende rør og en 5 fleksibel opbygning af sådanne (modul-) paneler i de ønskede længder samt at minimere antallet af sammenføjninger af rørene.

Disse formål opnås ved at udforme henholdsvis fremstille et varmevekslerpanel på den i krav l's henholdsvis 10 krav 3's kendetegnende del angivne måde. Ved fremgangs måden ifølge opfindelsen anvendes et princip, hvor man tilfører rørene en plastisk deformation således, at rørenes omkreds konformeres med- og udfylder sporets kavitet, sådan at disse fastlåses i sporene i den ekstru-15 derede, profilerede plade under konvergerende vægge.

Denne fremgangsmåde giver et klart bedre produkt både varmeteknisk og rent mekanisk, idet netop "spring back" - eller "udfjedrings"-effekten herved er elimineret.

Opfindelsen vil blive nærmere forklaret ved den føl-20 gende beskrivelse af en udførelsesform, idet der henvises til tegningen, hvor fig. 1 viser et snit gennem varmevekslerpanelet, fig. 2 og 3 viser trinene i fremstillingsprocessen for panelet, 25 fig. 4 viser et udsnit af varmevekslerpanelet med rør for cirkulation af fluidum, hvor rørene er arrangeret i et "endeløst" spiralmønster, fig. 5 og 6 viser to aflange varianter af panelet med cirkulationssystemets forskellige tilkoblinger af rør, 30 fig. 7 viser, gennem et snit efter linien I-I i fig. 6, 4

DK 1S5467 B

tilkoblingen af rør til panelet, og fig. 8 og 9 wiser to varianter af panelets udformning med hensyn til placering af kanaler/spor i forhold til profilpladen.

5 I fig. 1 vises i et lodret snit et varmevekslerpa nel 1, der ifølge nærværende opfindelse omfatter en profileret ekstruderet plade 2 med et antal parallelt løbende spor, som omgiver og omslutter rørene 3 for cirkulation af køle-/varmemediet.

10 Udformningen af pladen 2 og princippet i metoden for fæstning af rørene samt fremgangsmåden for fremstilling af varmevekslerpanelet ifølge opfindelsen vil blive beskrevet under henvisning til fig. 2 og 3.

Fig. 2 viser i et snitbillede udformningen af den profi-15 lerede plade 2 med spor 21, hvor pladen har et delvist lukket ovalt tværsnit og hvor afstanden mellem sporets vægge 22 omtrent modsvarer diameteren på røret 3 således, at røret kan passere igennem åbningen og lægges ind i sporet 21.

20 I fig. 3 ses røret 3 anbragt i sporet 21. Den indbyrdes dimensionering af rørdiameteren, sporets tværsnit og udformning af sporets hulhed sikrer, at man ved fremgangsmåden til fremstillingen ifølge opfindelsen opnår en robust og tæt kontakt mellem røret og pladen, som sikrer 25 en god varmeoverførsel mellem røret og pladen samt en pålidelig fastlåsning af rørene. Efter indføring af samtlige rør 3 i sporene 21 udsættes rørene for en plastisk deformation enten ved en presseoperation ved hjælp af en presse 10, som er vist på fig. 3, eller ved hjælp 30 af andre egnede metoder, f.eks. rulning. Under denne plastiske deformation omformes rørets oprindelige runde tværsnit til sporets hulhed 21, som derved udfyldes

DK 155467B

5 fuldstændigt af røret 3, hvorved røret låses fast i et bindende indgreb med sporets 21 konvergerende vægge 22.

De åbenbare varmetekniske fordele, som opnås ved varme-5 vekslerpanelet konstrueret og fremstillet ifølge denne fremgangsmåde, ses bedst på fig. 1. Den bort fra panelet vendende rørflade 3 er fladklemt og ligger i hovedsagen i niveau med kanterne på sporets konvergerende vægge.

Dette er en vigtig konstruktionsdetalje, som sikrer, 10 at der, efter fastlåsning af rørene i sporene, ikke er nogen mulighed for, at rørene kan løfte sig. Kræfterne (materialespændingerne), der opstår i sporets vægge som resultat af en vis grad af elastisk deformation af disse, og som er en reaktion på plastisk deformation 15 og ekspansion af rørene i det hule spor, virker låsende.

Problemet fra tidligere kendte konstruktioner med "fastklemte" rør i holdekanaler (norsk fremlæggelsesskrift nr. 137 292), hvor rørene opretholder sin runde form og derfor buler ud fra fæstesporet og har en tendens 20 til at blive presset ud fra forankringen på grund af trykket fra sporets vægge, er elimineret. Videre opnår man med denne omformning af cirkulære rør til ovale rør i sporene, at den varmeledende overflade på rørene øges.

25 Fig. 4 viser skematisk den mest sædvanlige udformning af panelet ifølge opfindelsen, f.eks. en fordamper, hvor det varmeledende rør 3 består af et enkelt rør lagt ind i pladen 2 i et endeløst spiralmønster (siksak-) tilkoblet et tilkoblingsrør 5, som forbinder fordamperen 30 med resten af cirkulationssystemet i køle-/fryseskabet.

Fig. 5 illustrerer en anden anvendelse af varmeveksler-panelet, hvor fæstningsmetoden for rør ifølge opfindelsen med fordel bruges til samtidig at koble flere plader «

DK 155467B

6 (moduler) sammen til praktisk taget ubegrænset størrelse og facon på panelet, f.eks. som køletag. To paneler 2 og 2' er vist sammenføjet ved hjælp af individuelle rør 3 med U-bøjning, hvor panelerne i dette tilfælde, 5 på grund af store dimensioner på pladerne, er individuelt tilkoblet det ydre cirkulationssystem - rørene 5 og 6.

Fig. 6 viser endnu en variant af panelet med individuelt tilkoblede rør 3, i dette tilfælde som lige rør mellem de to tilkoblingsrør 5 og 6.

10 Fig. 7 viser i et snitbillede taget efter linien I-I

i fig. 6, som viser en tilkobling af panelet 1 til cirkulationssystemet, hvor 3 er den frie, udeformerede ende (afslutning) på røret fra den profilerede plade.

På grund af det runde tværsnit kan røret ved hjælp af 15 enkle, kurante og mekaniske sammenføjningsmidler, f.eks.

låseringe eller rullesammenføjninger tilkobles cirkulationssystemet via rør 5.

Varmevekslerpanelet kan, hvad angår dets ydre form, dets udformning i et plan eller dets sammenføjning af 20 moduler under forskellig vinkel, varieres. Rørene for transport af det varmemodtagende/-afgivende fluidum kan f.eks. være erstattet med isolerede elektriske ledere i tilfælde, hvor varmevekslerpanelet udgør (indgår i) en elektrisk varmeovn. På fig. 8 og 9 vises der skematisk 25 to varianter af den profilerede plade 2 med forskellig placering af sporene 21 i pladen.

Varmevekslerpanelet med alle dets komponenter udføres fordelagtigt i aluminium, dvs. ekstruderede aluminiumplader med køleribber (ikke vist på tegningen) og ekstru-30 derede og/eller trukne aluminiumrør. Selv om andre mate rialer, f.eks. kobber, kan anvendes til varmepanelet inden for rammerne af den foreliggende opfindelse, giver

Claims (4)

1. Varmevekslerpanel omfattende en profileret varme-5 modtagende eller varmeafgivende plade (2) og et til denne hørende, varmetransporterende rørsystem (3), og hvor pladen (2) omfatter et antal parallelt løbende, halvlukkede spor (21), kendetegnet ved, at sporene (21) har et ovalt tværsnit, hvor sporets 10 (21) største diameter er større end rørenes (3) diame ter, og hvor sporets vægge (22) er konvergerende mod sin åbne del, og at de i sporene (21) indførte rør er indrettet til ved plastisk deformation at udfylde sporets kavitet og fastlåses.

2. Varmevekslerpanel ifølge krav 1, kendeteg net ved, at den frie del af rørene (3), som ikke er fladklemt og danner en flade, der flugter med de konvergerende sidevægge (22) i sporet (21).

3. Fremgangsmåde til fremstilling af et varmevekslerpa-20 nel i et køle- eller opvarmningssystem ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at en profileret plade (2) ekstruderes, hvor pladen omfatter et antal i det væsentlige parallelt løbende spor (21) med ovalt tværsnit, og hvor sporets største diameter er større 25 end diameteren på det varmetransporterende rør (3) i systemet, og at der anbringes individuelle eller sammenkoblede rør (3) i sporene (21), samt at pladen med indlagte rør derefter overføres til en indretning for udførelse af plastisk deformation af rørene således, 30 at disses omkreds tilpasses sporets kavitet (21), hvorved rørene fastlåses i sporene (21) mellem de konvergerende DK 155467 B vægge (22) .

4. Fremgangsmåde ifølge krav 3, kendetegnet ved, at den plastiske deformation af rørene (3) udføres ved hjælp af en presseoperation eller som en indrulning 5 af rørene (3) i sporene (21).