DE102010018162B3

DE102010018162B3 - Verfahren zur Herstellung eines Flächenwärmetauschelementes u.a.

Info

Publication number: DE102010018162B3
Application number: DE102010018162A
Authority: DE
Inventors: Dieter Bitter; Franz-Josef Schürkötter
Original assignee: Schmoele GmbH
Current assignee: Schmoele GmbH
Priority date: 2010-04-22
Filing date: 2010-04-22
Publication date: 2011-10-20
Anticipated expiration: 2030-04-23
Also published as: DE102010018162C5

Abstract

Dargestellt und beschrieben ist ein Verfahren zur Herstellung eines Flächenwärmetauscherelementes (27), umfassend die Schritte: a) Einbringen eines Rohrmäanders (16) mit kreisförmigem Querschnitt in eine Pressform (10), b) Durchführen eines Press-Schrittes, zur Erzielung eines D-förmigen Querschnittes zumindest eines Teils (17) des Rohrmäanders (16), c) Entnehmen des gepressten Rohrmäanders (16) aus der Pressform (10), d) Verbinden von Wärmeübertragungselementen (22, 23) mit dem gepressten Rohrmäander (16).

Description

Die vorlegende Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zur Herstellung eines Flächenwärmetauschelementes. Flächenwärmetauschelemente enthalten üblicherweise mit Kühl- oder Heizmedien beaufschlagbare Leitungseinheiten, die im Wesentlichen der Übertragung thermischer Energie dienen.
So kann ein Flächenwärmetauscherelement beispielsweise Einsatz in Wandheizungen oder Fußbodenheizungen sowie Deckenkühlern finden, also der Klimatisierung von Gebäuderäumen dienen. Andererseits sind Flächenwärmetauscherelemente auch in Sonnenkollektoren einsetzbar, bei welchen das die Leitung beaufschlagende Medium durch Sonnenenergie erhitzt wird.
Aus dem Stand der Technik sind insbesondere Flächenwärmetauscherelemente bekannt, bei welchen schlangenlinienförmige Rohrregister oder -mäander von einem Leitmedium, wie insbesondere Wasser, beaufschlagbar und an wärmeleitenden Trägerplatten angebracht sind. Das Rohrregister kann hierbei über die Trägerplatte mit der Umgebung Wärme austauschen, beispielsweise um bei einem Einsatz als Deckenkühler einen Gebäuderaum klimatisch zu kühlen.
Ein entsprechendes Wärmetauscherelement ist in der EP 1 426 721 A1 , welche auf die Anmelderin zurückgeht, offenbart. Es handelt sich dabei um ein Wärmetauscherelement mit einem schlangenlinienförmigen Rohrregister, welches über einen abgeflachten Umfangsbereich mit einer selbstklebenden Wärmeleitfolie unmittelbar an einer Trägerplatte aus Metall oder Gipskarton lagefixiert ist.
Zudem wird in dem genannten Stand der Technik ein Verfahren zur Herstellung des Flächenwärmetauscherelementes beschrieben, welches darin besteht, auf einen, eine rinnenartige Gravur aufweisenden Formkörper zunächst eine Wärmeleitfolie aufzulegen und über die Wärmeleitfolie anschließend ein schlangenförmig vorgeformtes Rohrregister kreisrunden Querschnittes zu platzieren. Anschließend wird die Trägerplatte, an welcher das Rohrregister mit der Wärmefolie zu befestigen ist, derart beaufschlagt, dass sie das Rohrregister gemeinsam mit der Wärmeleitfolie in die Gravur drückt. Hierbei wird einerseits das Rohrregister über seine gesamte Länge entsprechend der vorgesehenen Gravur (beispielsweise mit Dreiecksquerschnitt) verformt und andererseits wird das Rohrregister gleichzeitig an der Tragplatte lagefixiert, und zwar durch Andrücken der Wärmeleitfolie an die Trägerplatte.
Dieses grundsätzlich vorteilhafte Verfahren kann jedoch geringfügige Nachteile aufweisen: So hat das Auflegen des Rohrregisters auf die Wärmeleitfolie exakt kongruent zur Gravur des Formkörpers zu erfolgen, was mangels optischer Kontrolle nur unzureichend möglich ist. Liegt das vorgeformte Rohrregister nicht genau kongruent zur Gravur, kann es zu Behinderungen beim anschließenden Eindrücken des Registers in die Gravur kommen, z. B. durch Verkantungen.
Zudem kann es sich als problematisch herausstellen, dass die Trägerplatte des fertigzustellenden Flächenwärmetauscherelementes den Kräften ausgesetzt wird, welche der Verformung des Rohrregisters dienen. Da die Tragplatte grundsätzlich relativ dünn ausgebildet ist, kann es bei einem derartigen Drücken der Trägerplatte auf das Rohrregister zu Beschädigungen der Trägerplatte kommen. Schließlich ist aufgrund der großen Krafteinwirkung beispielsweise auch ein Einreissen oder eine Beschädigung der Wärmeleitfolie möglich, so dass die hergestellten Flächenwärmetauscherelemente gegebenenfalls nicht zu verwenden oder jedenfalls reparaturbedürftig sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demnach, den Ausschuß bei der Herstellung der Flächenwärmetauschelemente zu reduzieren. Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1 und demnach insbesondere mit Hilfe der folgenden Verfahrensschritte:

a) Einbringen eines Rohrmäanders mit kreisförmigem Querschnitt und mit abwechselnd bogenförmigen und geraden Abschnitten in eine Pressform,
b) Durchführen eines Press-Schrittes, zur Erzielung eines D-förmigen Querschnittes zumindest eines Teils des Rohrmäanders, derart, dass ein D-förmiger Querschnitt lediglich im Bereich gerader Rohrmäanderabschnitte erzielt wird, während die bogenförmigen Rohrmäanderabschnitte den kreisförmigen Querschnitt bewahren,
c) Entnehmen des gepressten Rohrmäanders aus der Pressform,
d) Verbinden von Wärmeübertragungselementen mit dem gepressten Rohrmäander.

Die Idee der Erfindung besteht demnach im Wesentlichen darin, einen hinsichtlich seiner Längserstreckung bereits vorgeformten Rohrmäander zunächst (insbesondere entlang seiner vollständigen Länge) derart zu verformen, dass er einen D-förmigen Querschnitt aufweist und den gepressten, insbesondere abgeflachten Rohrmäander anschließend in einem gesonderten Verfahrensschritt zu einem fertigen Flächenwärmetauscherelement weiterzuverarbeiten. Auf diese Weise kann der Ausschuss unter den fertiggestellten Flächenwärmetauscherelementen deutlich verringert werden.
So hat die Anmelderin in umfangreichen Untersuchungen und Analysen festgestellt, dass die zur Verformung des Querschnittes des Rohrmäanders aufzubringende Verformungskraft die Anpresskraft, welche zum Anbringen und Fixieren des Rohrmäanders an einer Trägerplatte notwendig ist, deutlich übersteigt. Mit anderen Worten ist beim Verfahren des Standes der Technik die zur Verformung des Rohrquerschnittes benötigte Kraft, welche dort gleichermaßen das Anbringen von Wärmeleitfolie und Rohrmäander an einer Trägerplatte bewirkt, für den letztgenannten Anbringprozess unvorteilhaft groß. Die Untersuchungen der Anmelderin haben dabei ergeben, dass es vorteilhaft ist, zunächst eine relativ große Kraft zur Verformung des Rohrmäanders aufzubringen und anschließend, gegebenenfalls unter Aufwendung einer geringeren Kraft, den vorbearbeiteten Rohrmäander zur Herstellung eines Wärmeübertragungselementes zu verwenden.
Hierbei können insbesondere relativ niedrige Kräfte zum Fixieren des Rohrmäanders an einer Trägerplatte aufgebracht werden. Auf diese Weise wird der Ausschuss der fertiggestellten Flächentauscherelemente reduziert, da der Montageprozess der Flächenaustauscherelemente bei geringerer Krafteinwirkung auf die verwendeten Bauelemente erfolgen kann.
Zudem kann die Verformung des Rohrquerschnittes beispielsweise durch unmittelbare Kontaktierung der Pressplatte erfolgen, ohne dass die Trägerplatte, wie im Stand der Technik vorgesehen, die zur Verformung notwendigen Presskräfte übertragen muss.
Schließlich kann der Rohrmäander zu seiner Querschnittsverformung auch einfach in eine Gravur bzw. in eine schlangenlinienförmige Aufnahmerinne eines Formkörpers eingelegt werden, wodurch ein kongruentes Ausrichten von Rohrmäander und Gravur (wie beim Auflegen des Rohrmäanders auf eine Trägerfolie) überflüssig wird. Mit anderen Worten kann der Rohrmäander in die Aufnahmerinne der Trägerplatte eingleiten, während bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren der Rohrmäander vor Einleitung des Press-Schrittes noch nicht in die Gravur gelangt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der im Querschnitt D-förmige, gepresste Rohrmäander nach Durchführen des Press-Schrittes aus der Pressform entnommen, und sodann gesondert zu einem Flächenwärmetauschelement weiterverarbeitet werden. Der Rohrmäander kann hierbei beispielsweise mit wärmeübertragenden Trägerplatten oder, insbesondere selbstklebenden, Wärmeleitfolien verbunden werden. Auch kann die Wärmeleitfolie und/oder der Mäander mit einem separaten Klebstoff an der Trägerplatte befestigt werden.
Auch gänzlich andere Wärmeübertragungselemente können vorgesehen sein, beispielsweise beim Einsatz in einer eingeputzten Klimawand, bei welchem der Putz oder der Wandbaustoff als Wärmeübertragungselement im Sinne der vorliegenden Patentanmeldung angesehen werden kann. Gleiches gilt bei einem verputzten Einbau, beispielsweise in einem Boden- oder in einem Deckenbereich.
Als Wärmeübertragungselement im Sinne der vorliegenden Patentanmeldung können auch die sonnenenergieaufnehmenden Einstrahlflächen von Sonnenkollektoren verstanden werden, bei welchen das erfindungsgemäße Verfahren gleichfalls vorteilhaft einsetzbar ist.
Die fertiggestellten Flächenwärmetauscherelemente können anschließend einzeln verwendet oder kaskadenartig zusammengeschlossen werden.
Die Flächenwärmetauscherelemente können vorteilhafterweise eine im Wesentlichen rechteckige, insbesondere im wesentichen quadratische Grundform aufweisen, um eine flächeneffiziente Anordnung an Gebäudewänden oder ähnlichem zu ermöglichen. Die Flächenwärmetauscherelemente werden bei ihrem Einsatz insbesondere mit Kühl- oder Heizmedium beaufschlagt, je nach Anwendungsfall, also je nachdem ob eine Kühlung oder ein Aufheizen eines Raumes gewünscht ist. Bei Sonnenkollektoren wird das beaufschlagende Medium hingegen erhitzt und zur Wärmeweiterleitung genutzt. Bei dem verwendeten Kühl-, Heiz- oder Leitmedium kann es sich vorteilhafterweise um eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, handeln, gegebenenfalls jedoch auch um ein Gas.
Aus einem Stand der Technik in Form der DE 697 09 232 T2 ist es bei Verdampfern für Kühlfächer bereits bekannt, in einem ersten Schritt vorgefertigte Rohrmäander mit einem durchgehenden D-Querschnitt in einem weiteren Bearbeitungsschritt mit Wärmeübertragungselementen in Form von Folien zu verbinden. Die im Querschnitt D-förmigen Rohrmäander werden hierbei jedoch offensichtlich derart erstellt, dass zunächst ein gerades Rohr in eine D-Form gebracht und anschließend in die Mäanderform überführt wird. Mithin betrifft dieser Stand der Technik lediglich die Anbringung des fertigen Rohrmäanders an Wärmeübertragungselementen. Da die offenbarten Rohrmäander die D-Form im Querschnitt durchgehend aufweisen, sind insbesondere bogenförmige Rohrmäanderabschnitte, welche ihren kreisförmigen Querschnitt bewahren, aus diesem Stand der Technik nicht bekannt.
Die im Rahmen des Verfahrens hergestellten und verbauten Rohrmäander weisen erfindungsgemäß einen D-förmigen Querschnitt auf, jedoch lediglich über einen Teil des Rohrmäanders, insbesondere über die geraden Abschnitte des Rohrmäanders. Die bogenförmigen Abschnitte des Rohrmäanders können hierbei erfindungsgemäß ihren kreisförmigen Querschnitt beibehalten.
Ein D-förmiger Querschnitt bietet den Vorteil eines geringeren Druckabfalls entlang der Rohrerstreckung, beispielsweise im Vergleich zu einem dreieckigen Querschnitt. Ein dreieckiger Querschnitt hat insbesondere den Nachteil, dass er aufwendiger herauszuarbeiten ist und die Gefahr von Unregelmäßigkeiten in der Verarbeitung entlang der Rohrmäanderabschnitte erhöht ist, was insgesamt zu einem höheren Druckabfall des durchströmenden Mediums führen kann.
Aufgrund des geringeren Druckabfalls bei im Querschnitt D-förmigen Rohren können insgesamt längere Rohre verwendet werden oder alternativ Pumpen mit geringerer Pumpkraft.
Zum Erlangen des D-förmigen Querschnittes wird der bereits schlangenlinienartig vorgeformte Rohrmäander mit zunächst kreisförmigem Querschnitt in eine Pressform eingebracht. Hierbei kann der Rohrmäander insbesondere in einen unteren Formkörper einer als Gesenkpresse ausgebildeten Pressform eingebracht werden. Der untere Formkörper weist hierzu eine Gravur oder Aufnahmerinne auf, welche im Wesentlichen kongruent zur Form des Rohrmäanders ausgebildet ist, derart, dass der Rohrmäander in die Aufnahmerinne eingelegt werden kann. Überlicherweise ist die Aufnahmerinne U-förmig ausgebildet und weist jedenfalls in ihrem unteren, kreisbogenförmigen Talbereich einen Radius auf, welcher geringfügig größer ist als der Außenradius des kreisförmigen Querschnittes des Rohrmäanders. Im eingelegten Zustand steht der obere Umfangsbereich des im Querschnitt kreisförmigen Rohrmäanders geringfügig über die Oberfläche des grundsätzlich glatten Formkörpers über. Hierdurch kann bei einem Pressvorgang mit einer oberen Druckplatte, welche unmittelbar mit dem Rohrmäander in Kontakt gerät, ein Plätten des oberen Umfangbereiches erfolgen. Die Querschnittsverformung erfolgt hin zu einer D-Form, wobei der verformte Rohrmäander mit seinem flachen Umfangsbereich bündig zu der Oberfläche des Formkörpers angeordnet ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung umfasst der Verfahrensschritt d) das Anbringen des gepressten Rohrmäanders an einer Trägerplatte. Diese Trägerplatte kann insbesondere gut wärmeleitend sein und aus einem Metallmaterial bestehen. Insbesondere kann Streckmetall verwendet werden. Es können jedoch beispielsweise auch Platten aus Gipskarton verwendet werden. Die Trägerplatte kann insbesondere eine Lochung aufweisen, welche vorteilhafte akustische Eigenschaften, insbesondere beim Einsatz in Gebäudewänden, bewirken kann. Zu näheren Ausführungen bezüglich einer Lochung wird auf die EP 1 426 721 A1 verwiesen, deren Offenbarungsgehalt hiermit zur Vermeidung von Wiederholungen vollständig in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Patentanmeldung einbezogen wird.
Vorteilhafterweise ist der Rohrmäander derart an der Trägerplatte angeordnet, dass der Rohrmäander mit seinem gepressten, abgeflachten Umfangsbereichen flächig an der Trägerplatte anliegt. Diese Anordnung gewährleistet eine optimierte Wärmeleitung zwischen Trägerplatte und dem geleiteten Medium bzw. dem Rohrmäander. Weist der Rohrmäander durchgängig einen D-förmigen Querschnitt auf, so kann der Rohrmäander durchgängig und satt an der Trägerplatte anliegen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Verfahrensschritt d) das Einlegen einer Wärmeleitfolie, des gepressten Rohrmäanders und der Trägerplatte in eine Form. Mit anderen Worten wird in Verfahrensschritt d) ein Flächenwärmetauscherelement ausgebildet, welches, insbesondere ausschließlich, aus einer Trägerplatte sowie einem im Querschnitt D-förmigen Rohrmäander und einer, insbesondere selbstklebenden, Wärmeleitfolie besteht. Der Rohrmäander kann hierbei mit Hilfe der Wärmeleitfolie an der Trägerplatte festlegbar sein. Die Wärmeleitfolie kann insbesondere aus einer Klebeschicht bestehen mit einer einseitig aufkaschierten, folienartigen Schicht aus einem Nicht-Eisen-Metall, wie insbesondere Aluminium oder Kupfer. Auf der Klebeschicht kann zudem eine Schutzfolie vorgesehen sein, welche vor einer Befestigung des Rohrmäanders an der Trägerplatte von der Wärmeleitfolie entfernt werden kann.
Die in die Form eingelegten Bestandteile des Flächenwärmetauscherelementes können anschließend in einem weiteren Pressschritt verbunden bzw. verklebt werden. Die hierbei aufzuwendende Kraft ist jedoch deutlich geringer als die in dem vorigen Press-Schritt aufgebrachte Presskraft zur Verformung des Rohrmäanderquerschnittes. Da bei dem Verklebevorgang lediglich eine geringere Krafteinwirkung erfolgt, kann nahezu ausgeschlossen werden, dass die Wärmeleitfolie bzw. die Trägerplatte beschädigt werden.
Bei der zur Durchführung dieses Verfahrensschrittes benötigten Form kann es sich um eine separate Form handeln, welche lediglich zur Festlegung des Rohrmäanders an der Trägerplatte dient. Alternativ kann jedoch die identische Pressform verwendet werden, mit welcher in den Verfahrensschritten a) bis c) zunächst eine Verformung des Querschnittes des Rohrmäanders erfolgt.
Die Form kann vorteilhafterweise als Gesenkpresse ausgebildet sein mit einer oberen Druckplatte sowie einem unteren Formkörper, wobei der Formkörper eine kongruent zur Form des Rohrmäanders ausgebildete Aufnahmerinne aufweist. Diese Aufnahmerinne kann in den Formkörper eingraviert sein und abwechselnd bogenförmige und gerade Bereiche aufweisen, welche beim Einlegen des Rohrmäanders in die Rinne mit den abwechselnd bogenförmig und geraden Abschnitten des Rohrmäanders kooperieren können.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Ausgestaltung der Rohrmäander, wie sie in dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß Patentanspruch 1 als Zwischenprodukt auftreten und zu einem Flächenwärmetauscherelement weiterverarbeitet werden können.
Die aus der oben bereits als Stand der Technik genannten EP 1 426 721 bekannten Rohrmäander weisen hierbei beispielsweise eine dreieckige Querschnittsform auf, welche sich ausweislich der dortigen 2 über die gesamte Länge des Rohrregisters erstrecken. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass derartige Rohrmäander bezüglich ihres Druckabfalls keine optimierten Eigenschaften aufweisen und auch relativ kompliziert herzustellen sind.
Gemäß dem weiteren Aspekt der Erfindung besteht die Aufgabe demnach darin, Rohrmäander für Flächenwärmetauscherelemente bereitzustellen, welche optimierte Druckabfalleigenschaften sowie eine höhere Stabilität aufweisen und eine leichtere Herstellbarkeit gewährleisten.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruches 5 und somit insbesondere durch einen Rohrmäander für ein Flächenwärmetauscherelement, der entlang seines Rohrverlaufes abwechselnd bogenförmige und gerade Rohrmäanderabschnitte aufweist, welche mehrere Schlaufen ausbilden, die entlang einer Ebene angeordnet sind, wobei die geraden Abschnitte einen D-förmigen Querschnitt und die bogenförmigen Abschnitte einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.
Die Idee dieses Aspektes der Erfindung besteht somit darin, von einem durchgängig im Querschnitt verformten Rohrmäander abzusehen und Rohrmäander bereitzustellen, welche lediglich in einem Teilbereich, nämlich vorteilhafterweise entlang von geraden Abschnitten derart gepresst sind, dass sie einen D-förmigen Querschnitt aufweisen, wobei insbesondere die bogenförmigen Kurvenabschnitte einen kreisförmigen Querschnitt beibehalten.
Auf diese Weise kann ein besonders stabiler Rohrmäander für Flächenwärmetauscherelemente bereitgestellt werden. Bei Rohrmäandern, welche über ihre gesamte Länge gepresst werden, besteht im Rahmen eines Pressvorganges hingegen die Gefahr von Materialknicken und ähnlichem. Dies liegt insbesondere daran, dass die Wandstärke des Rohrmäanders in den bogenförmigen Bereichen inhomogen ist (Stauchungen im inneren Kurvenbereich, Streckungen im äußeren Kurvenbereich). So können bei einem Pressvorgang dort besonders leicht Risse und Unebenheiten entstehen.
Vorteilhafterweise weisen mindestens 70%, insbesondere mindestens 90%, und weiter vorteilhafterweise 95% der geraden Abschnitte einen D-förmigen Querschnitt entlang des Rohrverlaufes auf, wobei mindestens 70%, insbesondere mindestens 90%, weiter insbesondere mindestens 95% der bogenförmigen Abschnitte einen kreisförmigen Querschnitt entlang des Rohrverlaufes aufweisen.
Eine derartige Ausgestaltung, insbesondere der geraden Abschnitte des Rohrmäanders, ermöglicht bei dem Zusammenbau eines Flächenwärmetauscherelementes, insbesondere nach Anspruch 1, dass der Rohrmäander mit einem Großteil seiner auf einer Trägerplatte aufliegenden Fläche satt und flächig anliegt. Die bogenförmigen Abschnitte, welche weiterhin einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, können hierbei punktuell bzw. linienartig an der Trägerplatte anliegen oder auch geringfügig von der Trägerplatte abstehen.
Vorteilhafterweise besteht ein Rohrmäander hierbei hinsichtlich seiner Rohrlänge zu mehr als 50%, insbesondere zu mehr als 80%, insbesondere zu mehr als 90%, aus geraden Abschnitten. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine besonderes vorteilhafte Anbringbarkeit an Trägerplatten von Flächewärmetauscherelementen.
Der Rohrmäander kann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform aus einem Kupferrohr gebogen sein, wobei auch ein gut wärmeleitender Edelstahl als Material verwendet werden kann. Auch ein Aluminiumrohr kann verwendet werden. Sogar Kunststoffrohre können eingesetzt werden, insbesondere wenn sie mit einem Inliner aus Metall versehen sind.
Ein erfindungsgemäßer Rohrmäander kann beispielsweise zwischen drei und zwanzig gerade Abschnitte, insbesondere zwischen fünf und zehn gerade Abschnitte, vorteilhafterweise acht gerade Abschnitte, aufweisen und eine Gesamtlänge von zwischen vier und vierzig Metern, vorteilhafterweise zwischen acht und zwanzig Metern, weiter vorteilhafterweise etwa von dreizehn Metern. Im Bereich des kreisförmigen Querschnittes kann das Rohr einen Durchmesser von beispielsweise zwölf Millimetern aufweisen, während das Rohr im Bereich seines D-förmigen Querschnittes beispielsweise auf 8 mm abgeplättet sein kann, wobei die Breite des Rohres beispielsweise 14 mm beträgt. Die Wandstärke des Rohres liegt vorteilhafterweise zwischen 0,3 und 0,5 mm. Vorteilhaft sind insbesondere etwa 0,35 mm.
Die Festigkeit des Materials kann etwa 400 N betragen, wobei dieser Wert für hartes, nicht weißgeglühtes Kupfer gilt, welches besonders vorteilhaft einsetzbar ist. Das Rohr kann in diesem Fall auch für den Einsatz im Zusammenhang mit Ultradruckschweissen verwendet werden. Alternativ kann auch weißgeglühtes Kupfer verwendet werden, welches jedoch lediglich eine Festigkeit von etwa 200 N aufweist.
Die Vorteile eines D-förmigen Querschnittes von zumindest Teilen des Rohres wurden im Zusammenhang mit den Ausführungen zu dem Anspruch 1 bereits erwähnt und sind auf den vorliegenden Aspekt der Erfindung analog übertragbar.
Ein letzter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Werkzeug zur Herstellung eines Rohrmäanders, insbesondere eines Rohrmäanders nach Patentanspruch 5.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Werkzeug bereitzustellen, welches die Herstellung vorteilhafter Rohrmäander ermöglicht.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruches 7 und stellt somit insbesondere ein Werkzeug bereit, umfassend einen unteren Formkörper sowie eine obere Druckplatte, welche zur Durchführung eines Pressvorgangs aufeinander zu bewegbar sind, wobei der untere Formkörper eine Aufnahmerinne zum Einbringen eines Rohrmäanders aufweist und wobei die obere Druckplatte lediglich geraden Bereichen der Aufnahmerinne zugeordnet ist.
Die Idee der Erfindung besteht demgemäß darin, ein Presswerkzeug bereitzustellen, welches derart konfiguriert ist, dass die in die Werkzeugform einbringbaren Rohrmäander lediglich entlang ihrer geraden Abschnitte in eine D-förmige Querschnittsform gepresst werden.
Das Werkzeug ist derart ausgebildet, dass die geraden Abschnitte eines Rohrmäanders entlang einer Länge von zumindest 70%, insbesondere mindestens 90%, vorteilhafterweise 100%, zu einem D-förmigen Querschnitt gepresst werden können.
Die Druckplatte kann hierbei zur Durchführung eines Pressvorganges kontaktierend an den Formkörper herangebracht werden, derart, dass die durchgängig glatte Druckplatte auf der Oberfläche des Formkörpers flächig bzw. satt aufliegt. Der Formkörper kann vorteilhafterweise eine im Querschnitt U-förmige Aufnahmerinne aufweisen, in welche ein entsprechender Rohrmäander einlegbar ist.
Die Aufnahmerinne kann hierbei vollständig kongruent zur Form des zu bearbeitenden Rohrmäanders ausgebildet sein, sich insbesondere über seine gesamte Länge erstrecken (wobei lediglich die Anschlussbereiche des Mäanders gegebenenfalls aus der Rinne austreten können), oder aber auch nur gerade Bahnen einer Aufnahmerinne aufweisen, welche zum Einlegen von Teilen der geraden Abschnitte des Rohrmäanders geeignet sind.
Die Aufnahmerinne kann grundsätzlich in die Grundplatte des Werkzeuges bzw. in den Formkörper eingraviert sein. Alternativ, insbesondere für den Fall, dass die Aufnahmerinne lediglich gerade Bahnen bzw. Abschnitte aufweist, kann die Aufnahmerinne auch von einem schienenartigen Modulsystem bereitgestellt werden, bei welchem die Aufnahmerinne vollständig oder in Teilabschnitten in schienenartige Elemente eingelassen bzw. eingraviert ist, wobei diese Schienenelemente auf einer Trägerplatte montierbar sind. Die Schienenelemente können aus einem System ausgewählt werden, welches Schienenelemente unterschiedlicher Längen, gegebenenfalls auch unterschiedlicher Rinnendurchmesser bereitstellt. Durch die Anordnung unterschiedlicher, insbesondere unterschiedlich langer, Schienenelemente kann das Werkzeug an den zu bearbeitenden Rohrmäander (insbesondere an die Länge der geraden Abschnitte oder an dessen Rohrdurchmesser) angepasst werden. Die Schienenelemente können hierfür bekannte Halterungsmittel zur Montage auf der Grundplatte des unteren Formkörpers vorsehen, welche mit Gegenhalterungselementen des unteren Formkörpers (z. B. Lochung der Nippelung) kooperieren. Beispielsweise kann der untere Formkörper relativ flach bzw. lediglich blechartig ausgebildet sein und eine Lochung aufweisen, in welche die Schienen, insbesondere formschlüssig, eingesteckt bzw. eingeclipst werden.
Das Modulsystem kann hierfür Schienenelemente unterschiedlicher Länge vorsehen, aber auch Grundplatten unterschiedlicher Spurweite zwischen den für die Anbringung der Schienen vorgesehenen Montagebereichen. Durch die Wahl einer entsprechenden Grundplatte können somit auch Rohrmäander unterschiedlicher Spurweite bearbeitet werden.
Mit anderen Worten kann ein (Baukasten-)System für ein Werkzeug im Sinne der vorliegenden Patentanmeldung vorgesehen werden, welches schienenartige, Aufnahmerinnen aufweisende Halterungselemente unterschiedlicher Länge umfasst, die in vorgegebenen oder variabel einstellbaren Spurweiten zueinander an einer Trägerplatte anordenbar sind. Die Trägerplatte kann hierbei den unteren Formkörper des Werkzeuges bereitstellen oder auch lediglich auf diesem anbringbar oder auflegbar sein.
Zu weiteren Vorteilen des Werkzeugs gemäß den Patentansprüchen 8 bis 10 kann auf die Vorteile im Zusammenhang mit den anderen unabhängigen Ansprüchen verwiesen werden, welche analog auf das erfindungsgemäße Werkzeug übertragbar sind.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nicht zitierten Unteransprüchen sowie aus den beigefügten Zeichnungen. Diese zeigen:
1 eine Aufsicht auf eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Werkzeuges zur Herstellung eines Rohrmäanders für ein Flächenwärmeaustauscherelement in einer sehr schematischen Darstellung bei durchsichtiger und lediglich gestrichelt angedeuteter Druckplatte des Werkzeuges,
2 das Werkzeug gemäß 1 in einer perspektivischen Schrägansicht,
3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Werkzeuges in schematischer Aufsicht mit einer durchsichtig und gestrichelt dargestellten Druckplatte, welche im Wesentlichen deckungsgleich zum Formkörper des Werkzeuges ausgebildet ist,
3a in einer abgebrochenen, schematischen, perspektivischen Ansicht ein Teilbereich des in 3 dargestellten Werkzeuges bei abmontiertem Schienenelement 29h,
4a–4c schematische Querschnittsansichten des erfindungsgemäßen Werkzeuges nach 1 in einer Ansicht entlang der Querschnittslinie IV-IV in 1, bei einem ebenfalls im Querschnitt dargestellten, in das Werkzeug eingebrachten Rohrmäander in verschiedenen Verfahrensstadien, wobei 4a einen in die Form eingebrachten, 4b einen in die Aufnahmerinne der Form eingelegten und 4c einen im Querschnitt D-förmig gepressten Rohrmäander darstellt,
5 in einer sehr schematischen perspektivischen Schrägansicht einen erfindungsgemäßen Rohrmäander mit im Querschnitt D-förmigen, geraden Abschnitten und im Querschnitt kreisförmigen, bogenförmigen Abschnitten,
6 eine schematische, abgebrochene Schnittansicht einer Presse zur Montage eines Flächenwärmetauscherelementes bei eingebrachtem Rohrmäander, eingebrachter Wärmeleitfolie sowie eingebrachter Trägerplatte,
7 in einer schematischen, abgebrochenen Ansicht einen Querschnitt durch ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Flächenwärmetauscherelement,
8 eine nicht abgebrochen dargestellte Aufsicht auf die Unterseite eines erfindungsgemäß hergestellten Flächenwärmetauscherelementes, etwa gemäß Ansichtspfeil VIII in 7.
Anhand der 1 bis 8 soll im Folgenden die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, der erfindungsgemäße Rohrmäander und das entsprechende Werkzeug beschrieben werden. Der Figurenbeschreibung sei vorausgeschickt, dass der Übersichtlichkeit halber gleiche oder miteinander vergleichbare Teile oder Elemente mit gleichen Bezugszeichen, teilweise unter Hinzufügung von Apostrophen bezeichnet sind.
Hierzu sind in den 1 bis 3 zunächst zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Werkzeuges dargestellt.
1 zeigt hierbei ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Werkzeuges 10 in einer Aufsicht. Das Werkzeug 10 ist nach Art einer Gesenkpresse ausgebildet, mit einem unteren Formkörper 11 sowie einer oberhalb von diesem angeordneten, lediglich gestrichelt und durchsichtig angedeuteten, Druckplatte 12.
Der Formkörper 11 ist im Wesentlichen plattenartig ausgebildet und weist eine in die Oberfläche des Formkörpers 11 eingravierte Aufnahmerinne 13 zum Einlegen eines Rohrmäanders auf.
Die Aufnahmerinne 13 besitzt ausweislich der perspektivischen Ansicht in 2 einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt und ist schlangenlinienförmig bzw. mäanderförmig ausgebildet. Die dargestellte Aufnahmerinne 13 besteht aus etwa vier Schlaufen, wobei jede Schlaufe zwei gerade Bereiche 14a und 14b aufweist sowie zwei bogenförmige Bereiche 15a und 15b. Insgesamt weist der Formkörper 11 somit acht parallel angeordnete, gerade Bereiche 14a bis 14h auf.
Während der Formkörper 11 stationär angeordnet ist, ist die Druckplatte 12 relativ zu dem Formkörper 11 vertikal absenkbar bzw. anhebbar. 2 zeigt hierbei die maximal angehobene Position der Druckplatte 12. Alternativ kann die Druckplatte 12 stationär angeordnet sein und der Formkörper 11 angehoben bzw. abgesenkt werden.
Wie die gestrichelten Projektionslinien in 2 sowie die gestrichelten Konturlinien in 1 erkennen lassen, sind die Druckplatte 12 und der Formkörper 11 in dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1 und 2 nicht deckungsgleich ausgebildet. Vielmehr erstreckt sich die Druckplatte 12 lediglich über einen zentralen Bereich des Formkörpers 11, welcher die geraden Bereiche 14a bis 14h der Aufnahmerinne 13 umfasst. Die bogenförmigen Bereiche 15a bis 15g sind hingegen, insbesondere in einer maximal abgesenkten, den Formkörper 11 flächig kontaktierenden Position der Druckplatte 12, freigelassen bzw. unbedeckt.
Ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen, pressenartigen Werkzeuges 10' ist in 3 dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Druckplatte 12' im Wesentlichen identisch zu der Druckplatte 12 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet, der Formkörper 11' ist jedoch schmaler ausgebildet als der Formkörper 11 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Insbesondere umfasst der Formkörper 11' eine nicht durchgehende Aufnahmerinne 13', welche lediglich parallel angeordnete, gerade Bereiche 14' bis 14h' umfasst, jedoch keine bogenförmigen Bereiche 15, wie sie bei dem ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen sind.
Aufgrund der schmaleren Ausbildung des Formkörpers 11' sind die Druckplatte 12' und der Formkörper 11' in dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 im Wesentlichen deckungsgleich angeordnet, derart, dass die Druckplatte 12' den Formkörper 11' in ihrer maximal abgesenkten Position im Wesentlichen vollständig verdeckt.
Wie das Werkzeug 10 ist auch das Werkzeug 10' gemäß 3 dazu geeignet, einen in die Aufnahmerinne 13' einzulegenden, in den 1 bis 3 nicht dargestellten Rohrmäander aufzunehmen und hinsichtlich seines Querschnittes zu bearbeiten. Anders gesagt können mit den Werkzeugen 10 und 10' identische Rohrmäander hergestellt werden.
Die Aufnahmerinne 13' kann bei dem Werkzeug 10' grundsätzlich, wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1 und 2, in den Formkörper 11' eingraviert sein. Das in den 3 und 3a dargestellte Ausführungsbeispiel weist diesbezüglich jedoch eine geringfügige Abweichung in der Ausführung auf, welche sich grundsätzlich auf die hergestellten Rohrmäander aber nicht auswirkt:
So ist die Aufnahmerinne 13' tatsächlich nicht unmittelbar in den Formkörper 11' eingraviert sondern in separate Schienen 28, 29 eingelassen. Demnach wird beispielsweise der gerade Bereich 14a' von zwei aneinandergesetzten Schienen 28a und 29a unterschiedlicher Längen l₁ und l₂ bereitgestellt. Die Schienen 28a und 29a sind hierbei auf der Grundplatte des Formkörpers 11' montierbar. Hierzu kann die Grundplatte des Formkörpers 11' beispielsweise eine Lochung 30 vorsehen, wie sie in 3a angedeutet ist. 3a stellt einen Ausschnitt aus dem Werkzeug 10' gemäß 3 dar, jedoch bei abmontiertem Schienenelement 29h. 3a lässt insbesondere die Befestigungselemente in Form einer Lochung 30 in der Grundplatte des Formkörpers 11' erkennen.
Unter Verweis auf 3a sei darauf hingewiesen, dass das schienenförmige Element 28a, welches zumindest einen Teil einer Aufnahmerinne 13' bereitstellt, an seiner Unterseite nicht dargestellte Verankerungselemente aufweisen kann, welche mit einem Teilabschnitt der Lochung 30 zur Festlegung der Schiene 28a an der Grundplatte des Formkörpers 11' zusammenwirken können, beispielsweise nach Art einer Verrastung oder ähnlichem.
Zudem verdeutlicht 3a den modularen Gedanken der Bereitstellung eines Schienensystems: So ist die relativ kurze Schiene 29a gemäß 3 entfernt worden, so dass der gerade Bereich 14a' des Werkzeuges 10' lediglich noch eine Länge l₁ aufweist. Werden bei dem Werkzeug 10' gemäß 3 nun auch die entsprechenden anderen kurzen Schienenelemente 29a bis 29g entfernt, weist das Werkzeug 10' anschließend eine Aufnahmerinne 13' mit geraden Abschnitten 14a' bis 14h' auf, welche allesamt eine Länge l₁ aufweisen. Mit dem Werkzeug 10' können in diesem Fall demnach Rohrmäander mit einer anderen Dimensionierung, nämlich Rohrmäander mit kürzeren geraden Abschnitten der Länge l₁, bearbeitet werden.
Zu den Schienenelementen 28 und 29 der Länge l₁ und l₂ können des weiteren auch Schienenelemente weiterer Längen vorgesehen sein, welche problemlos mit den anderen Schienenelementen zur Erzeugung gerader Bereiche 14' des Werkzeuges 10 kombinierbar bzw. zusammensetzbar sind. Auf diese Weise wird ein einfaches System bereitgestellt, welches bei geringem Arbeitsaufwand zur Anpassung an unterschiedliche Rohrmäanderkonfigurationen geeignet ist.
Hinsichtlich des Modulgedankens des Schienensystems sei abschließend darauf hingewiesen, dass das in 3 dargestellte Werkzeug 10' eine Spurweite w aufweist, entlang welcher die Grundplatte des Formkörpers 11' Lochungen (wie die lineare Lochung 30 in 3a) bereitstellt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Werkzeug 10' somit eine vorgegebene Spurweite w zwischen den geraden Bereichen 14a' bis 14h' auf. Es kann jedoch grundsätzlich auch vorgesehen sein, dass jeweils zwischen den geraden Bereichen 14a' bis 14h' weitere Reihen mit einer vorgefertigten Lochung bzw. mit anderen Befestigungsmitteln angeordnet sind. Je mehr Reihen mit Befestigungsmitteln die Grundplatte des Formkörpers 11' vorsieht, desto feiner kann auch die Spurweite w zwischen den einzelnen geraden Bereichen 14' konfiguriert werden. Auf diese Weise können auch Mäander mit unterschiedlichen Spurweiten der geraden Abschnitte des Mäanders mit demselben Werkzeug bearbeitet werden.
Um weitere der Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zu beschreiben, wird nunmehr auf die 4a bis 4c verwiesen, welche einen Querschnitt durch das erfindungsgemäße Werkzeug 10 gemäß Ansichtspfeil IV-IV in 1 darstellen. Mithin ist das Werkzeug 10 in 4a bis 4c abgebrochen dargestellt und in das Werkzeug 10 ist ein Rohrmäander 16 eingebracht.
In 4a ist eine angehobene Position der Druckplatte 12 (in etwa entsprechend 2), dargestellt. In das Werkzeug 10 ist ausweislich 4 ein Rohrmäander 16 mit einem durchgängig runden Querschnitt einbringbar. Der Rohrmäander 16 besteht aus abwechselnd geraden Abschnitten 17 sowie bogenförmigen Abschnitten 18.
Wie in 4b dargestellt, ist der Rohrmäander 16 in die Aufnahmerinne 13 derart einlegbar, dass der Rohrmäander 16 mit seinem oberen Umfangsbereich 19 über die im Wesentlichen glatt ausgebildete Oberfläche 20 des Formkörpers 11 übersteht.
Ausgehend von einer Position des Werkzeuges 10 gemäß 4b ist die Druckplatte 12 entlang einer Absenkrichtung a auf den stationären Formkörper 11 absenkbar, wobei der Rohrmäander 16 verformt wird und ausweislich 4c in seinem oberen Umfangsbereich 19 geplättet oder abgeflacht wird.
Bei vollständig abgesenkter Druckplatte 12 liegt die Druckplatte 12 flächig auf der Oberfläche 20 des Formkörpers 11 auf, und der Rohrmäander 16 weist in seinem geraden Abschnitt 17 den dargestellten, D-förmigen Querschnitt auf.
Die Aufnahmerinne 13 des Formkörpers 11 kann aufgrund ihrer im Wesentlichen U-förmigen Ausbildung auch das geplättete und gepresste Material des oberen Umfangsbereiches 19 des Rohrmäanders 16 aufnehmen.
2 verdeutlicht hierbei, dass die in den 4a bis 4c dargestellte Verformung eines Rohrmäanders lediglich im Bereich der geraden Bereiche 14a bis 14h der Aufnahmerinne 13 erfolgt. Die bogenförmigen Abschnitte eines Rohrmäanders, welche in den bogenförmigen Bereichen 15a bis 15g der Aufnahmerinne 13 einliegen, werden nicht gepresst und behalten demnach ihren kreisförmigen Querschnitt.
Nach Durchführung des in den 4a bis 4c dargestellten Pressschrittes, kann der Rohrmäander 16 aus der Pressform 10 bzw. der Aufnahmerinne 13 des Formkörpers 11 entnommen werden. Ein derartig bearbeiteter bzw. hergestellter Rohrmäander 16 ist in 5 in einer schematischen, perspektivischen Schrägansicht dargestellt. Dieser Rohrmäander 16 weist hierbei acht gerade Abschnitte 17a bis 17h auf, welche im oberen Umfangsbereich 19 des Rohrmäanders 16 abgeplattet sind und somit dort einen D-förmigen Querschnitt aufweisen. Die zwischen den geraden Abschnitten 17 angeordneten bogenförmigen Abschnitte 18a bis 18g sind im oberen Umfangsbereich 19 des Rohrmäanders 16 hingegen ungepresst und weisen somit einen kreisförmigen Querschnitt auf.
Der in 5 dargestellte Rohrmäander kann insbesondere aus Kupfer ausgebildet sein und eine Länge von beispielsweise 13 m aufweisen. Diesbzüglich ist darauf hinzuweisen, dass der Rohrmäander in 5 sowie die Werkzeuge in den 1 bis 3 lediglich schematische Ansichten darstellen und insbesondere keine exakten Darstellungen der Längen- und Breitenverhältnisse des Rohrmäanders bzw. der Werkzeuge wiedergeben.
Der Durchmesser d des Rohrmäanders 16 kann in den Bereichen des kreisförmigen Querschnittes beispielsweise 12 mm betragen. In den gepressten Abschnitten kann der Rohrmäander 16 hingegen eine Querschnittshöhe von 8 mm bei einer Querschnittsbreite von etwa 14 mm aufweisen. Schließlich sind in 5 noch Anschlussbereiche 21a sowie 21b zum Anschließen weiterer Rohrmäander über nicht dargestellte und nicht genauer beschriebene Adapterelemente vorgesehen. Diese Anschlußbereiche 21 können insbesondere auch andersartig gebogen ausgebildet sein und somit einen Anschluss in unterschiedlichen Richtungen erlauben.
Anhand von 6 soll nunmehr der abschließende Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben werden, nämlich das Verbinden des gepressten Rohrmäanders mit weiteren Wärmeübertragungselementen. Als weitere Wärmeübertragungselemente sind in 6 exemplarisch eine Wärmeleitfolie 22 sowie eine Trägerplatte 23 aus Streckmetall dargestellt. Wärmeleitfolie 22, Rohrmäander 16 und Trägerplatte 23 können gemeinsam in eine Verarbeitungsform eingebracht werden. Hierbei kann es sich um eine völlig separate und neue Verarbeitungsform handeln, jedoch auch um das pressenartige Werkzeug 10, mit welchem bereits die Verformung des Rohrmäanders 4a bis 4c erfolgte.
In 6 ist daher exemplarisch das Werkzeug 10 dargestellt mit oberer Druckplatte 12 sowie unterem Formkörper 11 samt Aufnahmerinne 13. Bei dem Einbringen der einzelnen Bauteile des zu erstellenden Wärmetauscherelementes in das Werkzeug 10 kann zunächst die Wärmeleitfolie 22 auf die Oberfläche 20 des Formkörpers 11 aufgelegt werden. Anschließend kann eine in 6 nicht dargestellte Schutzfolie von der Oberseite 24 der Wärmeleitfolie 22 abgezogen werden, um die Oberfläche 24 der Wärmeleitfolie 22 freizugeben, welche eine in den Figuren ebenfalls nicht erkennbare Klebschicht aufweist. Anschließend kann der Rohrmäander 16 von oben auf die Wärmeleitfolie 22 aufgelegt werden, kongruent zur Aufnahmerinne 13, wobei der obere, geplättete Umfangsbereich 19 des geraden Abschnittes 17 des Rohrmäanders 16 der Wärmeleitfolie 22 maximal beabstandet gegenüberliegt. Bezüglich 6 sei hierbei angemerkt, dass von dem Rohrmäander 16 lediglich ein schematischer Querschnitt eines geraden Abschnittes dargestellt ist.
Oberhalb des Rohrmäanders 16 kann eine Trägerplatte 23 in das Werkzeug eingebracht werden, derart, dass anschließend unter Ausübung einer Druckkraft K durch die Druckplatte 12 auf die Trägerplatte 23 ein Festkleben des Rohrmäanders 16 auf der Unterseite der Trägerplatte 23 erfolgen kann. Hierbei wird die Wärmeleitfolie 22 in die U-förmige Aufnahmerinne 13 gemeinsam mit dem Rohrmäander hereingedrückt, wodurch die Oberfläche 24 der Wärmeleitfolie einerseits mit dem bogenförmigen unteren Umfangsbereich 26 des Rohrmäanders 16 verklebt wird und andererseits auch mit der Unterseite 25 der Trägerplatte 23.
Die ausgeübte Druckkraft K kann hierbei sehr viel geringer bemessen sein, als die Druckkraft bei der Verformung des Rohrmäanders gemäß den 4a bis 4c.
7 zeigt nunmehr das abgebrochen dargestellte, fertig montierte Wärmetauscherelement 27 in einer Querschnittsansicht im Bereich eines geraden Abschnittes 17 des Rohrmäanders 16.
Wie zu erkennen ist, umklebt die Wärmeleitfolie 22 den bogenförmigen Umfangsbereich 26 des geraden Abschnittes des Rohrmäanders 16 und klebt mit seiner Oberfläche 24 gleichfalls flächig an der Unterseite 25 der Trägerplatte 23. Der Rohrmäander 16 ist somit in seinen geraden Abschnitten mit dem flachen bzw. abgeplätteten oberen Umfangsbereich 19 lagefixiert und flächig an der Unterseite 25 der Trägerplatte 23 angeordnet.
8 zeigt in einer Unteransicht gemäß Ansichtspfeil VIII in 7 ein gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes, unabgebrochen dargestelltes Flächenwärmetauscherelement 27. 8 verdeutlicht, dass sich die Wärmeleitfolie 22 lediglich über den mittleren Bereich der Trägerplatte 23 erstreckt, in welchem die geraden Abschnitte 17a bis 17h des Rohrmäanders 16 angeordnet sind. Die bogenförmigen Abschnitte 18a bis 18g des Rohrmäanders 16 werden von der Wärmeleitfolie 22 somit nicht überdeckt bzw. freigelassen. Während die geraden Bereiche 17a bis 17h – wie bereits bezüglich 7 ausgeführt – flächig und satt auf der Unterseite 25 der Trägerplatte 23 aufliegen, liegen die bogenförmigen Abschnitte 18a bis 18g lediglich punktlinienförmig an der Unterseite 25 an oder können von dieser auch geringfügig abstehen.
Das in 8 dargestellte Wärmetauscherelement 27 kann beispielsweise mit der in 8 in Aufsicht dargestellten Unterseite voran an einer Wand angeordnet werden (beispielsweise über nicht dargestellte Halteleisten des Standes der Technik) und/oder mit weiteren identischen Wärmetauschelementen verbunden werden. Der Rohrmäander 16 ist im installierten Zustand, je nach gewünschtem Raumklima, wahlweise mit Kühl- oder Heizmedium beaufschlagbar.
Die Trägerplatte 23 des Wärmetauschelementes 27 kann außerdem zusätzlich mit einer Lochung versehen sein, was die akustischen Eigenschaften des Wärmetauscherelementes verbessert. Eine kongruente Lochung kann hierbei auch an der Wärmeleitfolie vorgesehen sein, welche alternativ nicht durchgehend ausgebildet sein muss und beispielsweise durch separate Streifen ersetzt werden kann, welche jeweils die geraden Abschnitte des Rohrmäanders überdecken. Außerdem kann die Trägerplatte 23 alternativ zu einer Ausbildung aus Streckmetall auch aus anderen Materialien, wie z. B. einer Gipsplatte ausgebildet sein.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Flächenwärmetauscherelementes (27), umfassend die Schritte: a) Einbringen eines Rohrmäanders (16) mit kreisförmigem Querschnitt und mit abwechselnd bogenförmigen (18) und geraden Abschnitten (17) in eine Pressform (10), b) Durchführen eines Press-Schrittes, zur Erzielung eines D-förmigen Querschnittes zumindest eines Teils (17) des Rohrmäanders (16), derart, dass ein D-förmiger Querschnitt lediglich im Bereich gerader Rohrmäanderabschnitte (17) erzielt wird, während die bogenförmigen Rohrmäanderabschnitte (18) den kreisförmigen Querschnitt bewahren, c) Entnehmen des gepressten Rohrmäanders (16) aus der Pressform (10), d) Verbinden von Wärmeübertragungselementen (22, 23) mit dem gepressten Rohrmäander (16).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Verfahrensschritt d) das Anbringen des gepressten Rohrmäanders (16) an einer, insbesondere aus Metall oder Gipskarton ausgebildeten, Trägerplatte (23) umfasst, insbesondere derart, dass der Rohrmäander (16) mit seinen gepressten, abgeflachten Umfangsbereichen (19) flächig an der Trägerplatte (23) anliegt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Verfahrensschritt d) das Einlegen einer Wärmeleitfolie (22), des gepressten Rohrmäanders (16) und einer Trägerplatte (23) in eine Form, insbesondere in die Pressform (10) umfasst.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressform als Gesenkpresse (10) ausgebildet ist, welche eine obere Druckplatte (12) sowie einen unteren Formkörper (11) umfasst wobei der Formkörper eine, insbesondere kongruent zur Form des Rohrmäanders (16) ausgebildete, Aufnahmerinne (13) aufweist.
Rohrmäander (16) für ein Flächenwärmetauscherelement (27), der entlang seines Rohrverlaufes abwechselnd bogenförmige (18) und gerade Rohrmäanderabschnitte (17) aufweist, welche mehrere Schlaufen ausbilden, die entlang einer Ebene angeordnet sind, wobei die geraden Abschnitte (17) einen D-förmigen Querschnitt und die bogenförmigen Abschnitte (18) einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.
Rohrmäander nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die geraden Abschnitte (17) jeweils entlang einer Länge von mindestens 70%, insbesondere mindestens 90%, ihrer Längserstreckung einen D-förmigen Querschnitt und/oder die bogenförmigen Abschnitte (18) jeweils entlang einer Länge von mindestens 70%, insbesondere mindestens 90% ihrer Längserstreckung, einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.
Werkzeug (10, 10'), insbesondere nach Art einer Gesenkpresse, zur Herstellung eines Rohrmäanders (16) für ein Flächenwärmetauscherelement (27) mit abschnittsweise D-förmigem Rohrquerschnitt, umfassend einen unteren Formkörper (11, 11') sowie eine obere Druckplatte (12, 12'), welche zur Durchführung eines Pressvorgangs aufeinander zu bewegbar sind, wobei der untere Formkörper (11, 11') eine Aufnahmerinne (13, 13') zum Einbringen eines Rohrmäanders (16) aufweist und wobei die obere Druckplatte (12, 12') lediglich geraden Bereichen (14, 14') der Aufnahmerinne (13, 13') zugeordnet ist.
Werkzeug (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmerinne (13) mäanderförmig, mit abwechselnd geraden (14) und bogenförmigen Bereichen (15), ausgebildet ist, derart, das ein kongruenter Rohrmäander (16) über seine gesamte Länge in die Aufnahmerinne (13) einbringbar ist, wobei die Druckplatte (12) in einer dem Formkörper angenäherten Stellung die geraden Bereiche (14) der Aufnahmerinne überdeckt und die bogenförmigen Bereiche (15) freilässt.
Werkzeug (10') nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmerinne (13') aus mehreren parallelen, geraden Bereichen (14') besteht, derart, das ein Rohrmäander (16) lediglich entlang seiner geraden Abschnitte (17) in die Aufnahmerinne (13') eingreift, wobei die Druckplatte (12') in einer dem Formkörper (11') angenäherten Stellung die geraden Bereiche (14') der Aufnahmerinne (13') überdeckt und insbesondere im wesentlichen deckungsleich zum Formkörper (11') ausgebildet ist.