DE102012011926A1

DE102012011926A1 - Wärmetauscherregister

Info

Publication number: DE102012011926A1
Application number: DE201210011926
Authority: DE
Inventors: Albrecht Bauke; Nico Schlewitt; Reinhard Sobczyk; Jörg Siegmund; Stephan Mölle
Original assignee: BEKA HEIZ und KUEHLMATTEN GmbH; Beka Heiz- und Kuehlmatten GmbH
Current assignee: BEKA HEIZ und KUEHLMATTEN GmbH; Beka Heiz- und Kuehlmatten GmbH
Priority date: 2012-06-15
Filing date: 2012-06-15
Publication date: 2013-12-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wärmetauscherregister, welches einzeln angewendet zum Temperieren von Gebäuden eingesetzt wird oder in der Kombination von mehreren Registern als Wärmetauscher Anwendung findet, bestehend aus einem Mehrkammerprofil aus Kunststoff, welches in Längsrichtung mehrere Kammern besitzt, wobei jede Kammer etwa die Größe von einem oder mehreren Kapillarrohren besitzt, durch die ein kühlendes und/oder erwärmendes Fluid geführt wird und das Mehrkammerprofil an seinen beiden Enden mit Anschlussprofilen versehen ist. Die vorteilhafte Lösung besteht darin, dass axial am Mehrkammerprofil (3) angeordnete Anschlussprofile (2) eine Strömungsverbindung zwischen zwei oder mehreren Kammern (4) aufweisen und auch für einzelne andere Kammern (12) verschließend ausgebildet sind. Weitere erfinderische Lösungen werden genannt, indem, beispielhaft das Anschlussprofil (2) ein oder zwei Anschlusspunkte (8) für das Zu- und/oder Abführen des Fluids besitzt und das Anschlussprofil (2) über Kapillarrohre (9), die die Dimension zwischen 2,5 und 8 mm besitzen, mit einem Versorgungsrohr (10) in Verbindung steht und zwei oder mehrere Anschlussprofile (2) über die Längsausbildung des Mehrkammerprofils (3) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Wärmetauscherregister, welches einzeln angewendet zum Temperieren von Gebäuden eingesetzt wird oder in der Kombination von mehreren Registern als Wärmetauscher Anwendung findet, bestehend aus einem Mehrkammerprofil aus Kunststoff, welches in Längsrichtung mehrere Kammern besitzt, wobei jede Kammer etwa die Größe von einem oder mehreren Kapillarrohren besitzt, durch die ein kühlendes und/oder erwärmendes Fluid geführt wird und das Mehrkammerprofil an seinen beiden Enden mit Anschlussprofilen versehen ist.
Kapillarrohre bieten gute Voraussetzungen für eine Verwendung beispielsweise als Wärmetauschermatte zum Heizen und Kühlen von Gebäuden. Dazu werden die Kapillarrohre zu Matten zusammengefasst, indem die Kapillarrohre in einem Abstand von etwa 10 bis 30 mm parallel durch Abstandshalter geführt werden und an dem einen Ende mit einem gemeinsamen Sammelrohr für den Zulauf des Heiz- und/oder Kühlfluids verbunden sind. An dem anderen Ende ist ein weiteres Sammelrohr für den Rücklauf des Fluids angeordnet. In der DE 4434387 wird eine entsprechende Kunststoffrohrmatte und in der DE 4423765 sind die dazugehörigen Abstandshalter für paralleles Fixieren der Kapillarrohre zu Kunststoffrohrmatten aufgeführt. Die gezeigten Ausführungen besitzen die Nachteile, weil das Einbringen der Abstandshalter eine große Fertigungszeit benötigt und dass das Stapeln von mehreren Kapillarrohrmatten zu einem Wärmetauscher nur mit gesonderten Hilfsmitteln möglich ist.
In der DE 10 2008 034 122 wird ein Wärmetauscher aus Kapillarrohrregister vorgestellt. Die Kapillarrohrregister besitzen netzartig miteinander verbundene Kapillarrohrlängs- und Kapillarrohrquerrohre, die an ihren Enden gemeinsam jeweils an einem Sammelrohr für die Zu- und Abführung des Fluids angeschlossen sind. Bei dieser Ausführung ist nachteilig, dass das Stapeln von mehreren Kapillarrohrregistern zu Wärmetauschern auch gesonderter Hilfsmittel bedarf. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass das Einbringen von gewollten Barrieren zur Strömungsreglung für den entsprechenden Anwendungsfall äußerst schwierig ist.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Wärmetauscherregister zu schaffen, welches keine Abstandshalter zwischen den Kapillarrohrrohren bedarf und mittels geeigneter Einrichtungen einfaches Stapeln der Wärmetauscherregister zu Wärmetauschern gestattet und die Wärmetauscherregister einfach auf die Durchströmungsmedien angepasst werden können und unterschiedliche Durchströmungscharakteren des Wärmetauscherregisters möglich sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Ausbildung des Wärmetauscherregisters entsprechend der Patentansprüche gelöst.
Bei der erfinderischen Lösung ist von Vorteil, dass die Anschlussprofile axial am Mehrkammerprofil angeordnet werden und mit dem Anschlussprofil Strömungsverbindungen zwischen zwei oder mehreren Kammern realisiert werden können. Auch kann das Anschlussprofil so ausgebildet sein, dass einzelne andere Kammern verschlossen werden. Bei diesen Kammern erfolgt keine Durchströmung. Diese Kammern können zur Befestigung und zur besseren Anordnung von mehreren Wärmetauscherregistern miteinander Querbohrungen besitzen. Das Mehrkammerprofil kann verschiedene Kammerabmessungen und -anordnungen besitzen und weist bei seiner Herstellung eine „unendliche” Länge auf. Entsprechend seinem Einsatzgebiet wird das Mehrkammerprofil längen- mäßig zugeschnitten.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Anschlussprofil ein oder zwei Anschlusspunkte für das Zu- und/oder Abführen des Fluids besitzt. Auch kann das Anschlussprofil über Kapillarrohre, die die Dimension zwischen 2,5 und 8 mm einnehmen können, mit einem Versorgungsrohr in Verbindung stehen. Anschlussprofile können nicht nur an den Enden des Mehrkammerprofils angeordnet werden. Es ist auch eine erfindungsgemäße Positionierung von einem oder mehreren Anschlussprofilen über die Längsausbildung des Mehrkammerprofils vorteilhaft. Werden ein oder mehrere Anschlussprofile über die Längsausbildung des Mehrkammerprofils angeordnet, können die Anschlussprofile so ausgebildet sein, dass an dieser Stelle unterschiedliche Mehrkammerprofile durchströmungsmäßig mit einander gekoppelt werden.
Ein weiterer erfindungsgemäßer Vorteil besteht darin, dass das Mehrkammerprofil auf beiden Außenseiten glatt ausgebildet ist. Eine weitere Lösung besteht darin, dass eine Außenseite Stege besitzt und die Außenseite glatt ausgebildet ist. Auch können beide Außenseiten Stege aufweisen.
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht, dass eine oder beide Außenseiten des Mehrkammerprofils Profilformen zur Oberflächenvergrößerung aufweisen und/oder dass das Kammerprofil des Mehrkammerprofils in Richtung der Außenseite Profilformen zur Oberflächenvergrößerung aufweist. Mit dieser Oberflächengestaltung ist eine Leistungsanpassung an die verwendeten Durchströmungsmedien möglich.
Erfindungsgemäß ist von Vorteil, dass das Mehrkammerprofil auf einer oder beiden Außenseiten zusätzliche Stege besitzt, die zu den in Kammerrichtung angeordneten Stegen im Winkel zwischen 90 und 120 Grad stehen. Weiter können Stege so angeordnet werden, dass bei der Kombination mehrerer Wärmetauscherregister die Stege so angeordnet sind, dass zwischen der Außenseite des einen Wärmetauscherregisters und der Außenseite des benachbarten Wärmetauscherregisters ein durchströmbarer Kanal entsteht.
Eine erfinderische Lösung ist auch, wenn das Mehrkammerprofil über seine Längsausbildung eine wellenförmige Form einnimmt, wobei die Außenkanten der Stege weiter eine Gerade bilden.
Die Anschlussprofile können durch Schweißen, Kleben, mechanisches Einschnappen und/oder mittels Dichtungen mit Zugankern am Mehrkammerprofil angeordnet werden. Auch gibt es eine Lösung, bei der der Zuganker, auch in Form eines dünnen Stahlseiles, durch die Anschlussprofile und eine oder mehrere Kammern geführt wird. Die Anschlussprofile sind an der Durchdringungsstelle des Zugankers verstärkt und besitzen dort Dichtungselemente. Die Zuganker besitzen Spannsysteme, um die benötigte Kraft auf die zwischen Mehrkammerprofil und Anschlussprofil eingelegten Dichtungen zu erzeugen.
Die Erfindung ist im Folgenden anhand von unterschiedlichen Ausführungsformen beispielhaft erläutert.
Es zeigen:
1 die Draufsicht und eine Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispieles der Erfindung.
2 die schematische Darstellung eines Wärmetauscherregisters mit drei Anschlussprofilen.
3 die schematische Darstellung des Anschlusses eines Wärmetauscherprofils mittels Kapillarrohr und Versorgungsrohr.
4 schematisch die Anordnung von zwei Wärmetauscherregistern.
Die 1 zeigt ein Wärmetauscherregister (1). Es besteht aus einem Mehrkammerprofil (3), welches mit zwei Anschlussprofilen (2) beidseitig axial angeschlossen ist. Die Verbindung des Mehrkammerprofils (3) mit den Anschlussprofilen (2) kann durch Schweißen, Kleben, mechanisches Einschnappen und/oder mittels Dichtungen und Zuganker erfolgen. Das Mehrkammerprofil (3) besitzt Kammern (4), die in der Regel von einem Fluid durchflossen werden. Außerdem weist es andere Kammern (12) auf, die nicht durchflossen werden, aber Querbohrungen (5) besitzen. Diese Querbohrungen (5) dienen zum Befestigen an einem Untergrund. Auch kommen die Querbohrungen (5) zum Fixieren bei der Montage mehrerer Wärmetauscherregister (1) zu einem Wärmetauscher zur Anwendung. Die Kammern (4) können eine veränderte Oberfläche in Richtung der Außenseite (A) und (B) besitzen. Die Veränderung besteht darin, dass die Oberfläche gewellt ist, halbrunde Abschnitte oder bergige Formen aufweist und somit diese Oberfläche größer ist als eine gerade Oberfläche. Die Veränderung führt zu einer veränderten Strömung und durch die größere Oberfläche zu einer Steigerung der Übertragungsleistung.
Die Oberflächenveränderung kann auch an den Außenseiten (A) und (B) Anwendung finden. Mittels der Oberflächenveränderungen können Anpassungen auf die verwendeten Übertragungsmedien (z. B. Luft und Wasser) vorgenommen werden.
In den Anschlussprofilen (2) sind Strömungsverbinder (12) dargestellt. Die Strömungsverbinder (12) werden entsprechend der Aufgabenstellung für die Energieübertragung gestaltet. So können diese eine oder mehrere Kammern (4) verbinden. Es kann ein mäanderförmiger Durchfluss und/oder auch ein gerader Durchfluss innerhalb des Wärmetauscherregisters (1) erzielt werden. Auch können Kammern (4) als Versorgungsleitungen angeschlossen werden.
Mittels der Anschlussprofile (2) können unterschiedliche Durchflusscharakter (z. B. mäanderförmig, gerade, mehrere parallel usw.) realisiert werden. Um die gewollte Durchströmung zu erreichen, werden die Kammerquerschnitte und damit die Strömungswiderstände an die gewollte Durchströmung angepasst.
Wärmetauscherregister (1) können Stege (6) an der Außenseite (A) oder (B) oder an beiden Außenseiten (A, B) besitzen. Die Stege (6) dienen der Stapelung der Wärmetauscherregister (1) und gewährleisten den Abstand untereinander. Auch bewirken die Stege (6) eine Steifeerhöhung und verringern eine mögliche Durchbiegung des Mehrkammerprofils (3). Zusätzliche Stege (7) haben oft nicht die Höhe der Stege (6) und werden zusätzlich angebracht. Sie stehen in einem Winkel von 90 bis 135 Grad zu den Stegen (6). Die zusätzlichen Stege (7) dienen der Strömungsrichtungsvorgabe im durchströmbaren Kanal (13).
Das eine Anschlussprofil (2) besitzt zwei Anschlusspunkte (8) für Vor- und Rücklauf. Mittels Festlegung des Strömungscharakters wird festgeschrieben, wie viel Anschlusspunkte (8) ein Anschlussprofil (2) besitzt.
In 2 werden in einem Beispiel 2 Stück Mehrkammerprofile (3) mit 3 Stück Anschlussprofilen (2) gezeigt. Die Anschlussprofile (2) haben unterschiedliche Strömungsverbinder (12) und es können somit unterschiedliche Strömungscharakter bildlich dargestellt werden. Die Strömungswiderstände kann man auch durch Querschnittsanpassungen in den Strömungsverbindern (12) beeinflussen.
Die 3 zeigt in einem Beispiel an einem Anschlussprofil (2) die Versorgung für Vor- bzw. Rücklauf mittels Kapillarrohr (9) und Versorgungsrohr (10). Diese Lösung hat den Vorteil, weil das Kapillarrohr (9) recht flexibel ist, da keine Kräfte auf das Wärmetauscherregister (1) ausgeübt werden. Des Weiteren können bei rechtwinkliger Anordnung des Versorgungsrohrs (10) zum Wärmetauscherregister (1) mehrere Wärmetauscherregister (1) in Wärmetauscheranordnung versorgt werden.
4 zeigt schematisch mittels Darstellung von zwei gestapelten Wärmetauscherregistern (1) zu einer Wärmetauscheranordnung die Aufgabe der Stege (6). Mittels der Form der Stege (6) werden die Wärmetauscherregister (1) auf Abstand gehalten und es wird ein durchströmbarer Kanal (13) gebildet. In dem durchströmbaren Kanal (13) können sich zusätzliche Stege (7) befinden, die die Durchströmung gewollt beeinflussen.
Nicht gezeigt ist, dass sich auch Stege (6) parallel auf der Außenseite (A) und/oder auf der Außenseite (B) zu den Kammern (4) befinden können. Mit dieser Anordnung werden andere durchströmbare Kanäle (13) gebildet. Diese Ausbildung dient der Optimierung der Wärmetauscherregister (1) in der Anordnung zu Wärmetauschern.
Bezugszeichenliste

1: Wärmetauscherregister
2: Anschlussprofil
3: Mehrkammerprofil
4: Kammer
5: Querbohrung
6: Steg
7: zusätzlicher Steg
8: Anschlusspunkt
9: Kapillarrohr
10: Versorgungsrohr
11: Strömungsverbindung
12: andere Kammer
13: durchströmbarer Kanal
A: Außenseite
B: Außenseite

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4434387 [0002]
DE 4423765 [0002]
DE 102008034122 [0003]

Claims

Wärmetauscherregister, welches einzeln zum Temperieren von Gebäuden eingesetzt oder in der Kombination von mehreren Registern zu Wärmetauschern Anwendung findet, bestehend aus einem Mehrkammerprofil aus Kunststoff, welches in Längsrichtung mehrere Kammern besitzt, wobei jede Kammer etwa die Größe von einem oder mehreren Kapillarrohren einnimmt, durch die ein kühlendes und/oder erwärmendes Fluid geführt wird und das Mehrkammerprofil an seinen beiden Enden mit Anschlussprofilen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass axial am Mehrkammerprofil (3) angeordnete Anschlussprofile (2) eine Strömungsverbindung zwischen zwei oder mehreren Kammern (4) aufweisen und auch für einzelne andere Kammern (12) verschließend ausgebildet sind.
Wärmetauscherregister (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussprofil (2) ein oder zwei Anschlusspunkte (8) für das Zu- und/oder Abführen des Fluids besitzt.
Wärmetauscherregister (1) nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussprofil (2) über Kapillarrohre (9), die die Dimension zwischen 2,5 und 8 mm besitzen, mit einem Versorgungsrohr (10) in Verbindung steht.
Wärmetauscherregister (1) nach vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere Anschlussprofile (2) über die Längsausbildung des Mehrkammerprofils (3) angeordnet sind.
Wärmetauscherregister (1) nach vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrkammerprofil (3) auf seinen Außenseiten (A, B) glatt ausgebildet ist, oder dass das Mehrkammerprofil (3) auf seiner Außenseite (A) Stege (6) besitzt und die Außenseite (B) glatt ausgebildet ist, oder dass das Mehrkammerprofil (3) auf beiden Außenseiten (A, B) Stege (6) besitzt.
Wärmetauscherregister (1) nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrkammerprofil (3) vom Fluid nicht durchströmte andere Kammern (12) besitzt und die anderen Kammern (12) Querbohrungen (5) besitzen.
Wärmetauscherregister (1) nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenseite (A) und/oder (B) des Mehrkammerprofils (3) Profilformen zur Oberflächenvergrößerung aufweisen.
Wärmetauscherregister (1) nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (4) des Mehrkammerprofils (3) in Richtung der Außenseite (A) und/oder (B) Profilformen zur Oberflächenvergrößerung aufweist.
Wärmetauscherregister (1) nach vorgehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrkammerprofil (3) auf seiner Außenseite (A) und/oder (B) zusätzliche Stege (7) besitzt, die zu den Stegen (6) im Winkel zwischen 90 und 120 Grad stehen.
Wärmetauscherregister (1) nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Kombination mehrerer Wärmetauscherregister (1) die Stege (6) so angeordnet sind, dass zwischen der Außenseite (A) des einen Wärmetauscherregisters (1) und der Außenseite (B) des benachbarten Wärmetauscherregisters (1) ein durchströmbarer Kanal (13) entsteht.