Aus Rohren aufgebauter Wärmeaustauscher Die Erfindung betrifft einen aus Rohren aufgebau ten Wärmeaustauscher, insbesondere als Radiator für Zentralheizungsanlagen, bei dem ein oberes und ein unteres Sammelrohr durch mehrere Verbindungsrohre sowie die Verbindungsrohre, zur Vergrösserung der der wärmeabgebenden Oberfläche, mit Blechen wärme leitend verbunden sind, wobei die Bleche eine ebenfalls die Oberfläche vergrössernde Verformung aufweisen.
Derartige insbesondere als Radiatoren für Zentral heizungsanlagen Verwendung findende Wärmeaustau- scher bestehen aus Rohrschlangen oder anderen Rohr systemen, welche mit zickzack-, oder wellenförmigen z. T. auch gelochten oder geschlitzten Blechen zur Ver- grösserung der wärmeabgebenden Oberfläche wärme leitend verbunden sind. Die Leistung solcher aus Roh ren aufgebauter Wärmeaustauscher ist noch nicht sehr befriedigend.
Eine wesentliche Steigerung der Wärmeab gabe kann bei einem solchen aus Rohren aufgebauten Wärmeaustauscher erreicht werden, wenn er sich nach der Erfindung durch die Kombination folgender Merk male auszeichnet: a) Die Verbindungsrohre zwischen dem oberen und dem unteren Sammelrohr sind in regelmässigen horizon talen Abständen angeordnet, verlaufen parallel und sind am oberen und unteren Ende jeweils in gleicher Rich tung rechtwinklig abgebogen.
b) Die vertikalen Abschnitte der Verbindungs rohre sind auf gegenüberliegenden Seiten längs ihrer am weitesten aussen bzw. am weitesten innen lie genden Mantellinien mit die Oberfläche vergrössern- den Wärmeleitblechen wärmeleitend verbunden.
c) Jedes Wärmeleitblech ist mit jalousieartigen Aus prägungen zur Vergrösserung der Oberfläche und zur Erzielung eines Luftdurchlasses versehen derart, dass die ausgeschnittenen Blechstreifen so gegenüber der Blech ebene verdreht sind, dass die beiderseits der Blechebene gleichmässig vorstehen. d) Die in der Blechebene verdrehten jalousieartigen Blechstreifen haben ein Verhältnis von Streifendicke zu Streifenbreite zwischen 1:4 und 1:16.
e) Der Wärmeaustauscher ist auf beiden Seiten mit Abdeckblechen, welche keine offenen jalousieartigen Ausprägungen aufweisen, abgedeckt.
f) Die untere Öffnung des Wärmeaustauschers ist ebenfalls mit einem Abdeckblech versehen.
Der Wärmeaustauscher nach der Erfindung zeichnet sich durch ein Maximum an Wärmeleistung aus.
Hierbei hat es sich als besonders vorteilhaft erwie sen, wenn die jalousieartigen Blechstreifen um 30 bis 60 gegenüber der Ebene des Wärmeleitlbleches ver dreht sind. Bei einem - insbesondere als Radiator verwendeten Wärmeaustauscher gemäss der Erfindung, der zum Teil einen mit geschlossenem Boden versehe- nen Schacht bildet, ist es zur Luftführung durch die an der Vorderseite vorhandenen jalousieartigen Ausprä gungen und zur Erzielung einer durch sogenannte Ka minwirkung hervorgerufenen Luftströmung zweckmäs- sig,
dass die jalousieartigen Blechstreifen in den Wärme- leitblechen derart gegenüber der Blechebene verdreht sind, dass ein von unten nach oben gerichteter Luftstrom von aussen in den zum Teil durch Wärmeleitbleche mit Verbindungsrohren sowie seitlichen Abdeckblechen ge bildeten Schacht einströmen und nach oben aus diesem abziehen kann.
Da, besonders bei grösseren horizonta len Abständen der Verbindungsrohre, die jalousieartig ausgeprägten Blechstreifen in den Wärmeleitblechen im Verhältnis zu ihrer Breite sehr lang werden und damit leichter verbogen werden können, ist es zweckmässig, dass die Wärmeleitbleche im Bereich zwischen jeweils zwei benachbarten Verbindungsrohren mindestens zwei Reihen von jalousieartigen Ausprägungen aufweisen.
Die so verformten Wärmeleitbleche können, um eine gut wärmeleitende Verbindung zu erhalten, mit den ver tikalen Abschnitten der Verbindungsrohre durch elek trische Widerstandsschweissung, vorzugsweise durch Rollennahtschweissung, verbunden werden.
Zur Erleichterung der Reinigung eines Wärmeaus- tauschers gemäss der Erfindung kann das den Boden verschliessende untere Abdeckblech in einer besonderen Ausführungsform herunterklappbar angeordnet sein.
Sein oberer und sein unterer Rand können jeweils durch eine rahmenartige Abdeckung verstärkt sein. Ausser- dem kann in einer bevorzugten Ausführungsform die Oberseite des Wärmeaustauschers durch eine abnehm bare Abdeckung mit Öffnungen für den Luftaustritt verschlossen sein.
Wenn der Wärmeaustauscher gemäss der Erfindung in grösseren Bauhöhen, besonders in Höhen von mehr als 6.00 mm, ausgeführt wird, ist es vorteilhaft, dass die seitlichen Abdeckbleche in ihrerm oberen Drittel offene jalousieartige Ausprägungen aufweisen in der gleichen Art, wie es bei den Wärmeleitblechen der Fall ist.
In. den Zeichnungen ist ein aus Rohren aufgebauter Wärmeaustauscher gemäss der Erfindung in einem Aus- führungsbeispiel als Radiator schematisch dargestellt.
Dabei zeigt: Figur 1 den Wärmeaustauscher in perspektivischer Ansicht, zum Teil aufgeschnitten, Figur 2 zeigt ihn in einem vertikalen Querschnitt, Figur 3 zeigt in grössermem Masstab den Teileines Schnittes nach der Linie A-A in Figur 2, während die Figur 4a zeigt im grösserem Masstab vier Stufen des Verdrehens der jalousieartigen Blechstreifen aus der Blechebene heraus.
Figur 4b ist ein Schnitt nach der Linie B -B der Figur 3.
Bei I in Figur 1 tritt das Heiz- (oder Kühlmit- tel) in das obere Sammelrohr 1 des Wärmeaustauschers ein, es fliesst dann durch die Verbindungsrohre 2 nach unten in das untere Sammelrohr 3 und verlässt den Wär- meaustauscher bei II. Die Verbindungsrohre 2 sind an gegenüberliegenden Seiten mit Wärmeleitblechen 4 versehen,
welche an den Stellen 4a und 4b längs der Mantellinien wärmeleitend mit den Rohren 2 verbun den sind. In den Wärmeleitblechen 4 befinden sich jalousieartige Ausprägungen 5, die so gestaltet sind, dass schmale Blechstreifen entlang ihrer Längskanten ge trennt und in der Blechebene derartig verdreht sind, dass sie nach beiden Seiten gleichmässig über die Blech ebene vorstehen (Figur 4b). Der Verdrehungswinkel soll zwischen 30 und 60 betragen, um eine günstige Rich- tung der durchströmenden Luft zu erreichen.
Ausserdem ist es aus Gründen der Festigkeit der ausgeprägten jalousieartigen Blechstreifen bei grösseren Abständen zwischen den Verbindungsrohren 2 von Vor teil, mindestens zwei nebeneinanderliegende Reihen von Ausprägungen zwischen jeweils zwei Verbindungsroh ren anzuordnen, wie dies in Figur 3 gezeigt ist.
Die Figur 4a zeigt das in einem entsprechenden Stanzwerkzeug vorzunehmende Verdrehen der jalousie- artigen Blechstreifen in vier verschiedenen Stufen der Drehung.
Die in Figur 4b mit b bezeichnete Strei fendicke soll zu der mit a bezeichneten Streifenbreite im Verhältnis zwischen 1:4 und 1:16 stehen, um zusam men mit der mit c bezeichneten freien Öffnung für den Luftdurchtritt ein Optimum zwischen freier Öffnung und Berührungsfläche sowie eine möglichst weitgehende Vergrösserung der Wärmeübertragungsfläche durch Hin- zukommen der Schnittkantenflächen sämtlicher Streifen
zur vor dem Ausprägen vorhandenen glatten Blech oberfläche zu erreichen. Diese Vergrösserung der Ober fläche kann erheblich sein, sie beträgt z. B. bei einem Seitenverhältnis von 1:4 der jalousieartigen Blech streifen in dem mit Ausprägungen versehenen Bereich 20 %. Dadurch, dass die jalousieartigen Blechstreifen in der Blechebene so verdreht sind, dass sie nach bei den Seiten gleichmässig vorstehen, ergibt sich eine be sonders gute Konvektionsströmung durch die öffnun- gen der Wärmeleitbleche hindurch.
Wie in Figur 1 und Figur 2 ersichtlich ist sind die Seiten des Wärmeaus- tauschers mit nicht durchbrochenen Abdeckblechen 6 und der Boden mit einem weiteren Abdeckblech 7 ver schlossen. Das Abdeckblech 7 ist, um eine bessere Rei nigung zu ermöglichen, herunterklappbar ausgebildet.
Der obere und der untere Rand des Wärmeaustau- schers sind jeweils durch eine rahmenartige Abdeckung 8 verstärkt. 9 zeigt eine abnehmbare, mit Öffnungen für den Luftaustritt versehene Abdeckung der Obersei te des Wärmeaustauschers. Bei Verwendung des Wär- meaustauschers nach der Erfindung als Heizkörper steigt infolge der kaminartigen Wirkung die erwärmte Luft im Innern des durch den Wärmeaustauscher gebil deten Schachtes nach oben und verlässt diesen durch die obere Abdeckung. Zu erwärmende Kaltluft strömt von
aussen durch die jalousieartig durchbrochenen Wär- meleitbleche nach, wie dies in Figur 1, Figur 2 und Figur 4b durch Pfeile angedeutet ist.
Heat exchanger built up from pipes The invention relates to a heat exchanger built up from pipes, in particular as a radiator for central heating systems, in which an upper and a lower manifold are connected in a thermally conductive manner by several connecting pipes and the connecting pipes to enlarge the heat-emitting surface with metal sheets, whereby the sheets have a deformation that also increases the surface area.
Such heat exchangers, which are used in particular as radiators for central heating systems, consist of coiled pipes or other pipe systems which, with zigzag or undulating z. T. also perforated or slotted sheets are connected to increase the heat-emitting surface in a heat-conducting manner. The performance of such heat exchangers constructed from raw ren is not yet very satisfactory.
A significant increase in heat output can be achieved with such a heat exchanger constructed from tubes if it is characterized according to the invention by the combination of the following features: a) The connecting tubes between the upper and lower header tubes are arranged at regular horizontal intervals, run parallel and are bent at right angles at the top and bottom in the same direction.
b) The vertical sections of the connecting pipes are connected in a thermally conductive manner on opposite sides along their furthest outside or furthest inside lying surface lines with heat conducting sheets which increase the surface area.
c) Each heat conducting sheet is provided with louvre-like impressions to enlarge the surface and to achieve air passage in such a way that the cut sheet metal strips are rotated relative to the sheet metal plane so that they protrude evenly on both sides of the sheet metal plane. d) The blind-like sheet metal strips twisted in the sheet metal plane have a ratio of strip thickness to strip width between 1: 4 and 1:16.
e) The heat exchanger is covered on both sides with cover plates that do not have any open blind-like features.
f) The lower opening of the heat exchanger is also provided with a cover plate.
The heat exchanger according to the invention is characterized by a maximum of heat output.
It has proven to be particularly advantageous if the blind-like sheet metal strips are rotated by 30 to 60 relative to the plane of the heat-conducting sheet. In the case of a heat exchanger according to the invention, particularly used as a radiator, which partly forms a shaft provided with a closed bottom, it is expedient to guide air through the louvre-like features on the front and to achieve an air flow caused by the so-called chimney effect. sig,
that the louvre-like sheet metal strips in the heat baffles are rotated in relation to the sheet metal plane in such a way that a flow of air directed from bottom to top can flow into the shaft, which is partly formed by heat baffles with connecting pipes and lateral cover sheets, and can be withdrawn upwards.
Since, especially with larger horizontal distances between the connecting pipes, the louvre-like shaped sheet metal strips in the heat conducting sheets are very long in relation to their width and can therefore be bent more easily, it is advisable that the heat conducting sheets have at least two rows in the area between each two adjacent connecting pipes of louvre-like characteristics.
The so deformed heat conducting sheets can be connected to the vertical sections of the connecting pipes by electrical resistance welding, preferably by roller seam welding, in order to obtain a good heat-conducting connection.
In order to facilitate the cleaning of a heat exchanger according to the invention, the lower cover plate closing the bottom can be arranged in a special embodiment so that it can be folded down.
Its upper and lower edge can each be reinforced by a frame-like cover. In addition, in a preferred embodiment, the top of the heat exchanger can be closed by a removable cover with openings for the air outlet.
If the heat exchanger according to the invention is designed in greater heights, especially in heights of more than 6.00 mm, it is advantageous that the side cover plates in their upper third have open louvre-like features in the same way as is the case with the heat conducting plates is.
In. the drawings show a heat exchanger constructed from tubes according to the invention in an exemplary embodiment as a radiator.
1 shows the heat exchanger in a perspective view, partially cut open, FIG. 2 shows it in a vertical cross section, FIG. 3 shows, on a larger scale, the part of a section along the line AA in FIG. 2, while FIG. 4a shows four on a larger scale Steps of twisting the blind-like sheet metal strips out of the sheet metal plane.
FIG. 4b is a section along the line B-B of FIG.
At I in FIG. 1, the heating (or coolant) enters the upper manifold 1 of the heat exchanger, it then flows down through the connecting pipes 2 into the lower manifold 3 and leaves the heat exchanger at II. The connecting pipes 2 are provided with heat conducting plates 4 on opposite sides,
which at points 4a and 4b along the surface lines are thermally conductive with the pipes 2 verbun. In the heat conducting sheets 4 there are louvre-like features 5, which are designed so that narrow sheet metal strips are separated along their longitudinal edges and twisted in the sheet metal plane in such a way that they protrude evenly on both sides over the sheet metal plane (Figure 4b). The angle of rotation should be between 30 and 60 in order to achieve a favorable direction for the air flowing through.
In addition, for reasons of strength of the pronounced blind-like sheet metal strips with larger distances between the connecting pipes 2, it is advantageous to arrange at least two adjacent rows of forms between two connecting pipes, as shown in FIG.
FIG. 4a shows the rotation of the blind-like sheet metal strips to be carried out in a corresponding punching tool in four different stages of rotation.
The strip thickness denoted by b in FIG. 4b should be in a ratio between 1: 4 and 1:16 to the strip width denoted by a, in order, together with the free opening denoted by c, for the passage of air to achieve an optimum between the free opening and the contact surface and Largest possible enlargement of the heat transfer surface by adding the cut edge surfaces of all strips
to achieve a smooth sheet metal surface before stamping. This enlargement of the upper surface can be considerable. B. with an aspect ratio of 1: 4 of the blind-like sheet metal strip in the area provided with expressions 20%. The fact that the blind-like sheet metal strips are twisted in the sheet metal plane in such a way that they protrude evenly towards the sides results in a particularly good convection flow through the openings in the heat conducting sheets.
As can be seen in FIG. 1 and FIG. 2, the sides of the heat exchanger are closed with uninterrupted cover plates 6 and the bottom with a further cover plate 7. The cover plate 7 is designed to be foldable in order to enable better cleaning.
The upper and lower edges of the heat exchanger are each reinforced by a frame-like cover 8. Figure 9 shows a removable, vented cover on the top of the heat exchanger. When the heat exchanger according to the invention is used as a radiator, the chimney-like effect means that the heated air inside the shaft formed by the heat exchanger rises upwards and leaves it through the upper cover. Cold air to be heated flows from
outside through the louvre-like perforated heat conducting plates, as indicated by arrows in FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 4b.