DE1451009A1

DE1451009A1 - Heat exchanger

Info

Publication number: DE1451009A1
Application number: DE19631451009
Authority: DE
Inventors: Erwin Engel
Original assignee: Siemens Elektrogaerate GmbH
Current assignee: SEG Hausgeraete GmbH
Priority date: 1963-07-10
Filing date: 1963-07-10
Publication date: 1969-03-13

Description

W ä r m e a u a t a u a c h e r Als Wärmeaustauscherp beispielsweise Verdampfer oder Kondensator von Kältemaschinen, sind von einem flüssigen oder dampfförmigen Medium durchströmte Rohrleitungen bekannt, deren wärmeaustauechende Oberfläche durch Metallrippen vergrößert ist. Diese Metall- - aus rippen können:i.xi quer zum Rohr aufgesetzten Blechen bestehen. Es ist auch beismielawe-ise bei Verdampfern bekannt, mit der Rohrleitung eines Wärmeaustauschers Bleche zu verbinden, die sich in der Längsrichtung.der Rohro erstrecken. Bei anderen bekannten Wärmeaustauschern werden zur Vergrößerung der Oberfläche Drähte mit den Rohrleitungen gut wärmeleitend verbunden.W ä rmeau a dew a cher Wärmeaustauscherp as, for example, evaporator or condenser of refrigerating machines are known of a liquid or vaporous medium flowed through pipes whose wärmeaustauechende surface area is increased by metal ribs. This metal - off can rib: i.xi there are metal sheets placed across the pipe. It is also known, for example in evaporators, to connect metal sheets to the pipeline of a heat exchanger which extend in the longitudinal direction of the pipe. In other known heat exchangers, wires are connected to the pipelines in a way that conducts heat well in order to increase the surface area.

Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher, der aus einer von einem flüssigeil oder dampfförmigen Medium durchströmten Rohrleitung und damit verbundeneng die Oberfläche vergrößernden Metallrippen besteht. Erfindungsgemäß sind die Metallrippen durch eine oder m hrere Streckmetallbahnen-gebildet, die mit der Rohrleitung durch Schweißen, Löten od. dgl. gut wärmeleitend verbunden sind. Wärmeaustauscher dieser Art können als Verdampfer, Verflüssiger oder Ölkühler in Kältemaschinen od. dgl. angewendet worden. Durch die Verwendung dee Streckmetall#s als Wärmeaustauschfläche wird eine besonders große, wirksame Oberfläche geschaffen, wobei sich zugleich eine sehr stabile-Abstellfläche ergibt, die beispielsweise günstig ist, wenn man die Erfindung bei Verdampfern in Kühlschränken anwendet. Ein besonderer Vorteil besteht weiterhin darin, daß sich die Bestandteile eines derartiger Wärmeaustauschers besonders leicht durch Schweißen, Biegen und dgl. verarbeiten lassen und daß wenige Bauteile erforderlich sind, weil beispielsweise eine einzige Streckmetallbahn dazu dient, die gesamte Oberfläche eines Kondensators, Verdampfers od. dgl. in der gewünschten Weise zu vergrößern. Gegenüber drahtberippten Rohrverdaripfern bzw. Rohrkondensatoren bringt die Erfindung einen besonderen Vorteil, weil die Rohrschlange durch das Streckmetallgitter völlig abgedeckt werden kann, während im Gegensatz dazu bei den bekannten5 mit- Drähten ausgerüsteten Wärmeaustauschern die Rohrbögen frei bleiben müssen. Handelt es sich um Verdampfer bei Kältemaschinen, so bringt die Anwendung der Erfindung den besonderen Vorteil, daß das Schmelzwasser beim Abtauvorgang sehr schnell beseitig14- werden kann, so daß sich jeweils sofort eine trocken-- Auflagefläche ergibt. Beim Herstellungsprozeß des neuen Wärmeaustauschers ist kein Ausochuß durch kreuzgepunktete Drähte möglich, der bei drahtberippten Wärmeaustauschern nicht immer vermieden worden-kann.The invention relates to a heat exchanger which consists of a pipeline through which a liquid or vaporous medium flows and, connected thereto, metal ribs which increase the surface area. According to the invention the metal ribs are formed of expanded metal webs by one or-m hrere, the od of the pipe by welding, soldering. Like. Are good thermally conductive manner. Heat exchangers of this type can be used as evaporators, condensers or oil coolers in refrigeration machines or the like. By using the expanded metal as a heat exchange surface, a particularly large, effective surface is created, which at the same time results in a very stable storage surface, which is advantageous, for example, when the invention is applied to evaporators in refrigerators. Another particular advantage is that the components of such a heat exchanger can be processed particularly easily by welding, bending, etc. . to enlarge in the way you want. Compared to wire-finned Rohrverdaripfern or tubular condensers, the invention has a particular advantage because the coil can be completely covered by the expanded metal grid, while in contrast to the known5 heat exchangers equipped with wires, the pipe bends must remain free. When it comes to evaporators in refrigerating machines, the application of the invention has the particular advantage that the melt water can be removed very quickly during the defrosting process, so that a dry contact surface is immediately obtained in each case. In the manufacturing process of the new heat exchanger, no discharge through cross-dotted wires is possible, which cannot always be avoided in the case of wire-finned heat exchangers.

Bei der Ausführung von Wärmeaustauschern nach der Erfindung kann man je nach der gewünschten Wärmeauätauscherform die Rohrleituna ganz oder teilweise mit der Streckmetallbahn bedecken. Es ist auch ohne weiteres möglich, eine derartige Streckmetallbahn so auszuführen, daß sie sich in irgendeiner beliebigen Richtung über den Bereich der Rohrleitung hinaus erstreckt. Das ist beispielsweise mit besonderem Vorteil anwendbar, wenn man das Streckmetall außerhalb des Rohrleitungebereiche als tragendes Bauelement bei einem Verdampfer z. B. als unoittelbar an die Verdampfe rfläche anschließenden Rost ausbildet. Auch in anderer Beziehung bringt die Verwendung des Streckmetalls als Wärmeaus-. tausehrippe gute Ausgestaltungsmöglichkeiten dadurch, daß Durchbrüohe oder Ausaparungen in der Streckmetallbahn eingeschnitten oder eingestanzt sein können. Im Bereich derartiger Durchbrüche oder Auseparungen kann man den Streckmetallrand durch entsprechenc bemessene Kunststoffrahmen schützen. Derartige Rahmenanordnungen können auch an allen sonstigen Stellen der Streckmetallbahnen angewendet werden, wo es darauf ankommt, einen guten Abschluß der Randteile zu erzielen. Man kann die Streckmetallbahnen so anwenden, daß sie auf die in einer Ebene gewundene Rohrechlange aufgesch:weißt oder aufgelötet sind. Es ist aber auch möglich, quer zum Rohr stehende Streckmetallamellen anzuwenden, die ähnliel wie die Blechrippen an sich bekannter Wärmeaustauscher auf das Rohr geschoben werden.When executing heat exchangers according to the invention, depending on the desired shape of the heat exchanger, the pipeline can be completely or partially covered with the expanded metal sheet. It is also easily possible to design such an expanded metal web in such a way that it extends beyond the region of the pipeline in any desired direction. This can be used, for example, with particular advantage if you use the expanded metal outside the pipeline areas as a supporting component in an evaporator z. B. forms as a direct grate to the evaporator surface subsequent grate. The use of expanded metal as a heat dissipation also brings in another respect. Tausehrippe good design options in that openings or recesses can be cut or punched into the expanded metal sheet. In the area of such openings or recesses, the expanded metal edge can be protected by appropriately sized plastic frames. Such frame arrangements can also be used at all other points on the expanded metal webs where it is important to achieve a good closure of the edge parts. The expanded metal webs can be used in such a way that they are welded or soldered onto the pipe coil wound in one plane. However, it is also possible to use expanded metal lamellae that are perpendicular to the pipe and are pushed onto the pipe in a manner similar to the sheet metal fins of known heat exchangers.

Dadurch, daß man die Maschenweite des Streckmetalle beliebig wählen kann, hat man bei Anwendung der Erfindung eine gute Anpassungsfähigkeit an jeweils geforderte Wärmeaustauschbedingungen, ohne daß deswegen die Vorrichtungen zur Reretellung der Wärmeaustauscher geändert werden müssen, was beispielewe . ise bei festliegenden Drahtabständen von drahtberippten Rohrwärmeaustauschern 'der Fall ist. Die Streckmetallgitter selbst können für die für den jeweiligen Verwenduneszweck entsprechende Pestigkeit hergestellt werdene wobei jedes Me tall al s Grundwerkstoff dienen kann.Because you can choose the mesh size of the expanded metal as desired, you have a good adaptability to each required heat exchange conditions when applying the invention, without the need to change the devices for the provision of the heat exchangers, which for example . ise the case with fixed wire spacing of wire-finned tubular heat exchangers'. The expanded metal grids themselves can be produced for the respective purpose of use, each metal being able to serve as a base material.

Die Streckmetallbahnen werden in-an sich bekannter Welee'aus Blech spanlos durch Einschneiden und gleichzeitiges Strecken hergestellt, so daß sieh die an sich bekannten rhombenförmigen Metallgitter ergeben. Die Herstellung' eines mit derartigem Streckmetall versehenen Wä--Meaustauschers erfolgt vorzugsweise so, daß eine oder mehrere Rohrschlangen in an sich bekannter Weise in einer Ebene gebogen werden, auf die zur.Vergrößerung der wirk-- samen Oberfläche für den Wärmeaustausch eine oder mehrere Streckmetallbahnen aufgeschweißt, aufgelötet oder sonst in irgendeiner Weise fest aufgebracht werden. Eine auf diese Weise hergestellte Platine, bei der die Rohrschlangen mit ihren geraden Strecken parallel oder senkrecht zur Streckrichtung des Streckmetallgitters liegen können, kann anschließend durch Biegen zu beliebiger Raumform gebracht werden, so äß man kasten-, L-eoder U-förniige Verdampfer bzw. Wärmeaustauscher erhält. Man kann den Herstellungsprozeß auch in der Weise durchfürhren, daß man zunächst das Rohrleitungssystem eines Wärmeaustauschers völlig in die Gewünschte Raumform bi#ingt und diese dann anschließend mit Streckmetall bestückt. Die Streckmetallbahnen können je nach den Erfordernissen des Wärmeaustauschers einseitig oder beiderseite mit-der Rohrechlange verbunden sein. Die mit den Streckmetallbahnen ausgerüsteten Rohrleitungen können vorzugsweise mit kteinförmigem Querochnitt ausgeführt sein. Man kann aber auch jede beliebige geometrieche Querschnittaform, die durch an sich bekannte beliebige Verfahren herzustellen ist, fUr die Rohre aftwenden.The expanded metal webs are produced in a known manner from sheet metal without cutting by cutting and simultaneous stretching, so that the diamond-shaped metal grids known per se result. The preparation of 'a Wä provided with such expanded metal - Meaustauschers is preferably such that one or more coils in a known manner, are bent in a plane on the zur.Vergrößerung the effective - seed surface area for heat exchange of one or more expanded metal webs welded on, soldered on or otherwise firmly applied in any way. A plate produced in this way, in which the pipe coils can be parallel or perpendicular to the stretching direction of the expanded metal lattice with their straight sections, can then be bent into any three-dimensional shape, so that box-shaped, L-shaped or U-shaped evaporators or evaporators can be used. Heat exchanger receives. The manufacturing process can also be carried out in such a way that the pipeline system of a heat exchanger is first completely folded into the desired spatial shape and this is then fitted with expanded metal. Depending on the requirements of the heat exchanger, the expanded metal webs can be connected to the pipe coil on one side or on both sides. The pipelines equipped with the expanded metal webs can preferably be designed with a rectangular cross-section. However, any geometrical cross-sectional shape, which can be produced by any known method, can also be used for the tubes.

In den Figuren ist schematisch eine Reihe von Ausführungebeispielen der Erfindung dargestellt.A series of exemplary embodiments is shown schematically in the figures of the invention shown.

Die Figuren 1 und 2 zeigen zunächst zwei Wärmeaustauscher, die ..je aus einer in der Ebene schlangenförmig gebogenen Rohrleitung 1 mit darauf durch Schweißen befestigter Streckmetallbahn 2 bestehen. Im ?alle der Pig. 1 liegen die Rohrschlangen mit ihren geraden Abschnitten parallel zur Streckrichtung, während sie im Falle der Pig. 2 senkrecht zUr Streckriohtung,des Steeckmetallgittere liegen. Wärmeaustauscher der in Fig. 1- und 2 dargestellten Art, welche sich in einer Ebene erstrecken, können in dieser Form als Verdampfer oder Kondensatoren waagerecht liegend oder senkrecht stehend zur Anwendung kommen. Die in den Figuren 1 und 2 dargestellten Wärmeaustauscher können aber auch als Zwischenetufe eines Herutellungsprozesses angesehen werden, bei welchem im Anschluß an das Ve.-binden des Streckmetalls mit der Rohrschlange ein Biegen dieses Wärmeaustauschers zu der jeweils gewünschten Raumform stattfindet.Figures 1 and 2 initially show two heat exchangers which .. each consist of a pipe 1 bent in a serpentine manner in the plane with an expanded metal sheet 2 fastened thereon by welding. Im? All the pig. 1 , the pipe coils lie with their straight sections parallel to the direction of stretching, while in the case of the Pig. 2 perpendicular to the stretching direction of the steeck metal lattice. Heat exchangers of the type shown in FIGS. 1 and 2, which extend in one plane, can be used in this form as evaporators or condensers lying horizontally or standing vertically. The heat exchangers shown in Figures 1 and 2 can also be viewed as an intermediate stage of a manufacturing process, in which, following the binding of the expanded metal with the coil, this heat exchanger is bent to the desired spatial shape.

Derartige zu Räumformen gebogene Wärmeaustauscher zeigen die Figuren 3 bis 6 als Ausführungebeispiele. Fig. 3 zeigt einen U-förmigen Streckmetall-Wärmeaustauscher, der als Verdampfer in einen Kühlschrank so eingesetzt werden kann, daß die beiden Schenkelpartien in der dargestellt'en Weise horizontal liegen. Ein Wärmeaustauscher dieser Art kann-als Verdampfer aber auch im'KMilraum so angewendet werdent-daß.seine sämtlichen wirksamen Wärmeaustauschflächen im wesentlichen senkrecht stehen.Such heat exchangers bent into space shapes are shown in FIGS . 3 to 6 as exemplary embodiments. Fig. 3 shows a U-shaped expanded metal heat exchanger which can be used as an evaporator in a refrigerator in such a way that the two leg parts are horizontal in the manner shown. A heat exchanger of this type can be used as an evaporator but also in the room in such a way that all of its effective heat exchange surfaces are essentially vertical.

Fig. 4 zeigt einen L-förmig gebogenen, Fig. 5 einen U-fermig gebogenen, als Verdampfer ausgeführten Wärmeaustauscher nach der Er-In Fig. 6 ist ein Wärmeaustauscher dargestellt, der die Form eines Zylindermantels besitzt.Fig. 4 shows an L-shaped bent, Fig. 5 shows a U-shaped bent, designed as an evaporator heat exchanger according to the Er-In Fig. 6 shows a heat exchanger which has the shape of a cylinder jacket.

Während die in Figuren 3 bis 6 dargestellten Wärmeaustauscher vor-. Zugsweise so hergestellt werden, daß die Raumform erst nach dem Befestigen des Streckmetalls auf der zunächst ebenen Rohrschlange durch Biegen hergestellt wird, zeigt Pig. 7 eine Ausführungsmöglichkeit der Erfindung, bei welcher das Rohrleitungssystem eine-. Verdampfers zunächst fertig zu der dargestellten Raumform gebogen wird, wonach anschließend dann die Bestückung mit drei Streckmetallbahnen 4, 5 und 6 erfolgt.While the heat exchangers shown in Figures 3 to 6 vor-. They can be made in such a way that the three-dimensional shape is only produced by bending after the expanded metal has been fastened to the initially flat pipe coil, shows Pig. 7 an embodiment of the invention, in which the pipeline system one-. Evaporator is first bent to the three-dimensional shape shown, after which the assembly with three expanded metal sheets 4, 5 and 6 then takes place.

Pig. 8 zeigt ein Anwendungsbeispiel der Erfindung für einen Kühlschrankverdampfer. Der Streckmetallmantel 7 bildet mit der Rohrschlange 8 den Verdampfer, dessen abteilberer gestrichelt angedeuteter Raum 9 das eigentliche Verdampferfach bildet. Der neben dem Verdampferfach befindliche Verdampferbereich 10 wird durch die Uber die Rohrschlange 8 hinaus erstreckte Metallbahn gebildet. Dieser Be'reich kann als Kühlachrankrost, der neben dem Verdampfer Liegt, dienen, so daß man bei dieaer Ausführungsform einen be-3onderen, neben dem Verdampferfach 9 sonst vielfach üblichen-Rost vermeiden kann. Der Verdampfer ist also bei dieser Streckmetallausführung in der gesamten Einbaubreite des Kühlraumes auoführbar, wobei die neben dem Verdampferfach 9 liegende freie Pläche als Abstellfläche gewonnen wird. Fig. 8 zeigt Durchbrüche 11, 12'und 139 die sich im Streckmetall ohne weiteres durch Ausschneiden oder Stanzen herstellen lassen und bei der dargestellten Ausführungeform beispielsweise zum HindurchBtecken von Plaschen od. dgl. dienen können. Die bei einem solchen Einschneiden oder Einstanzen sich ergebenden Schnittkanten können durch die dargestellten eingesprengten Kunststoffrahmen geschützt werden. Man kann bei Verwendung der Streckmetallbahnen auch noch von der Möglichkeit Ge- .e #/ brauch maohens ein Anfang- oder Endstreifen ungestreckt zu lassen, der dann durch beliebige Verformung, beispielsweise Äbirrinkeln der Kante 14 als Abschluß oder auch teilweise als Rahmenersatz dienen kann.Pig. 8 shows an application example of the invention for a refrigerator evaporator. The expanded metal jacket 7 forms the evaporator with the pipe coil 8 , the compartment 9 of which, indicated by dashed lines, forms the actual evaporator compartment. The evaporator area 10 located next to the evaporator compartment is formed by the metal track extending over the pipe coil 8. This area can serve as a refrigerator grate, which lies next to the evaporator, so that in this embodiment a special grate, which is otherwise often common next to the evaporator compartment 9 , can be avoided. With this expanded metal design, the evaporator can therefore be carried out over the entire installation width of the cooling space, with the free area next to the evaporator compartment 9 being used as a storage area. Fig. 8 shows openings 11, 12 'and 139 which can easily be produced in the expanded metal by cutting or punching and, in the embodiment shown, can be used, for example, for inserting clips or the like. The cut edges resulting from such a cutting or punching can be protected by the depicted plastic frames. When using the expanded metal sheets, one can also use the possibility of .e # / need to leave a start or end strip unstretched, which can then serve as a termination or partially as a frame replacement by any deformation, for example, cornering of the edge 14.

Wie in Pig. 9 angedeutet isty kann man auch verhältnismäßig kleine Abschnitte von Streckmetallbahnen amienden2 die gemäß Fig. 10 auf ein Rohr quer zur Längsrichtung aufgesteckt werden.Like in Pig. As indicated in FIG. 9, relatively small sections of expanded metal webs can also be attached2 which, as shown in FIG. 10, are attached to a tube transversely to the longitudinal direction.

Fig. 11 a-b zeigt, wie derartige Lamellen durch Einwärtestellen der schrägen Streckmetallstege in Richtung der Pfeile 15 und 16 einkerbend fest mit dem Rohr verbunden werden.Fig. 11 shows how such lamellae are firmly connected to the pipe by indenting the inclined expanded metal webs in the direction of arrows 15 and 16.

Wie Fig. 12 zeigt, läßt sich ein besonders guter Wärmeaustauscheffekt erzieleng wenn man derartige Streckmetallamellen in'der dargestellten Lage des Wärmeaustauschers anwendet. Der gestrichelt angedeutete aufwärts steigende Luftstrom 17 sorgt hier für eine be-. sonders wirksame Umspülung der Lamellen 18 des Streckmetallgitters.As FIG. 12 shows, a particularly good heat exchange effect can be achieved if such expanded metal lamellas are used in the position of the heat exchanger shown. The upwardly rising air stream 17 , indicated by dashed lines, ensures here a loading. particularly effective flushing of the Lamellae 18 of the expanded metal grid.

Claims

Godfather Nansq udlie

Characterized by a heat exchanger, which consists of a pipeline through which a liquid or vaporous medium flows and which is connected to metal ribs which increase the surface area. that the metal ribs are formed by one or more expanded metal tracks, which are connected to the Rohrleitüng by welding, soldering or the like. Good thermal conductivity.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the pipeline is completely or partially covered with the expanded metal sheet. 3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the expanded metal web extends over the region of the pipeline also e -. 4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the expanded metal is used outside the pipeline area as a supporting component (z. B. in a pre-steamer as a grate located next to it). 5. Arrangement according to claim 1 or one of the following, characterized in that openings or recesses are cut or punched in the expanded metal balin. 6. Arrangement according to claim 1 or one of the following ", characterized in that the expanded metal edge is protected by a plastic frame. 7. Arrangement according to claim 1 or one of the followingg characterizedg that expanded metal lamellae standing transversely to the pipe are pushed onto the pipe. 8. Arrangement according to claim 1 or one of the following, characterized in that a start and / or end straps remain unstretched in Ilichtung of the expanded metal Gittere which serves to Abeahlußversteifung and * Segebenenfalls abgebogen.ist out of the plane of the expanded metal sheet. 9. a process for the preparation of a a Three-dimensional shape (box, .U- "L-shaped or the like ), curved heat exchange according to claim 1 or one of the following, characterized in that the pipeline is first bent in one plane to form a pipe coil, then one or more flat expanded metal webs are connected to the pipe coil in a way that conducts heat well, so that then the heat exchanger to the desired Raumf is bent orm and finally coated with plastic, preferably using the whirling technique, to protect the surface.