DE2033216A1

DE2033216A1 - Wärmetauscher insbesondere Heizkörper fur Heizungsanlagen

Info

Publication number: DE2033216A1
Application number: DE19702033216
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Frantz. Rene, Hesse (Frankreich)
Priority date: 1969-07-08
Filing date: 1970-07-04
Publication date: 1971-01-14
Also published as: CH519695A; BE753119A; DE7025203U; NL7009927A; LU61270A1

Description

Wärmetauscher', insbesondere Heizkörper für Heizungsanlagen Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere einen Heizkörper für Heizungsanlagen, mit einem einen Wärmeträger führenden Rohr und mit dem Rohr in Kontakt stehenden Wärmetauscherflächen.
Die bekannten Wärmetauscher, insbesondere diejenigen für Heizungsanlagen, werden in großem Umfange eingesetzt. Diese Wärmetauscher sollten eine Reihe von Eigenschaften aufweisen, zu denen z.B. gehört, daß sie eine wirkungsvolle Erwärmung der Umgebung ohne unnützen Aufwand an zuzuführender Wärme gewährleisten, gleichzeitig jedoch eine Massenfabrikation zu einem einigermaßen interessanten Gestehungspreis ermöglichen. Die bekannten Wärmetauscher erfüllen trotz ihrer großen Verbreitung diese Forderungen nicht gleichzeitig. Um einen Wärmetauscher mit dem Wärmeträger zu versorgen, sind Zuleitungen bzw. Verzweigungspunkte erforderlich, die häufig zusätzlich mit 1)ehnungsschleifen versehen sind. Dies erhöht den Gestehungspreis der Heizungsanlage und hat einen nicht unerheblichen Leistungsverlust zur Folge, der -eine zusätzliche iVtlrmem.enget -d.h1 also einen zusätzlichen Aufwand, erforderlich macht. Meistens bestehen die bekannten Wärmetauscher aus rohrartigen Elementen, auf denen, z.B. durch Schweißen od.dgl., zusätzliche Elemente zur Vergrößerung der Wärmeübergangsfläche angeordnet sind. Die Herstellungsverfahren für diese Wärmetauscher sind mühsam und, konstruktionsbedingt, nur von mittelmäßiger Leistungsfähigkeit.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Wärmetauscher vorzuschlagen, der z.B, die Heizung von Umgebungsluft oder einem sonstigen Medium zumindest in der gleichen Weise wie die bekannten Wärmetauscher gewährleistet, der jedoch zusätzlich eine Masaenfertigung zu niedrigem Preis erlaubt. Weiterhin soll dieser Wärmetauscher einerseits einen höheren thermischen Austauschgrad oder Wirkungsgrad besitzen,'andererseits eine gleichmäßgere mittlere Temperatur vermitteln, ohne Fremdkörper, Staub od.dgl., anzusaugen und ohne dabei Beschleuniger, wie z.B. Ventilatoren od.dgl. erforderlich zu machen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Wärmetauscher gelöst, dessen Wärmetauscherflächen aus einem geschlossenen Aluminiumhohlprofil mit einer zentralen Aufnah-' me für das den Wärmeträger führende Rohr gebildet sind.
Vorteilhafterweise besteht die zentrale Aufnahme aus mindestens zwei Halbschalen, die in innigem, wärmeübertragendem Kontakt mit der Außenfläche des Wärmeträgerrohres stehen.
In einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform ist vorgesehen, daß die beiden Halbschalen durch elastische Elemente, z.B. Federn an die Außenfläche des Wärmeträgerrohres angepreßt sind.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiale anhand der beiliegenden Zeichnungen sowie aus weiteren Unteransprüchen.
Bs zeigen: Figur 1 ein Instalationsschema einer Heizungsanlage unter Verwendung' erfindungsgemäßer Heizkörper; Figur 2 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Heizkörpers; Figur 3 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Heizkörper und Figur 4 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen IIeizkörperanordnung mit Regelungseinrichtungen.
Gemäß der Darstellung in Figur 1 besteht eine Heizungsanlage 1 im wesentlichen aus einem Heizkessel 2, der über eine Steigleitung 3 Heizkörper 4, 5 versorgt. Die Steig- oder Vorlaufleitung 3 steht über eine Rohrleitung 6 mit einer Rücklaufleitung 7 in Verbindung, welche weitere Heizkörper 8 und 9 vor der' -Rückführung zum Heizkessel 2 versorgt.
Die Heizkörper 4, 5 und 8, 9 haben eine Höhe 10, die nahezu der Höhe .11 der Räume 12 entspricht, in denen sie. angeordnet sind. Sie bilden in gewissem Sinne Jieizkamine, in denen sie an ihrer Unterseite 13 eine Öffnung 14 für den Zutritt .von Buft und'an ihrer Oberseite eine zweite Öffnung 15 aufweisen, von der aus sich die erwärmte Luft im Raum 12'nusbreitet. Bei der Verwendung des Heizkörpers als Radiator wird der Wärmetauscher 4 mit einer Umhüllung 16 umgeben, die in Verbindung mit der Außenwand 17 des Wärmetauschers einen lleizkamin 18 bildet. Die Umhüllung 16 dient gleicherweise als Schutz, da es z.B. möglich ist, als Wärmeträger eine Flüssigkeit mit einer Temperatur von 200 bis 250°C, z.B. Öl, zu verwenden -(Figur 2). Die große' Höhe des gesamten Heizelementes erhöht die Strömungsgeschwindigkeit der Luft oder des umgebenden Mediums und verbessert damit den thermischen Austauschgrad.
Figur 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Wärmetauscher in der Draufsicht. Er-besteht aus zwei Halbschalen 19 und 20, die von beiden Seiten her an einemsRohr 21 anliegen, in dem der heiße Wärmeträger æirkuliert. Die beiden Halbschalen 19 und 20 bestehen aus gewalztem;oder gespritztem Aluminium und werden durch elastische Elemente 22' und 25, z.B. Federn, kräftig auf das Hohr 21 gedrückt. Zu diesem Zweck tragen die beiden Halbschalen 19 und 20 Ausnehmungen 24 und 25, in denenZdie gekrümmten Enden 26,, 27 und 28, 29 der. elastischen Elemente 22 und 23 einrasten.
Die Halbschalen 19. und 80 bilden mit einem geschlossenen Profil 30 aü'e'wälztem Aluminium eine Einheit. Das geschlossene Profil 30 enthält Querwände 31 und 32, die das Innere des Warmetauschers in mehrere Abteile 33, 34 und 35 unterteilen, wobei' jedes Abteil einen Heizkamin für die Zirkulation von Luft oder einem sonstigen Medium bildet.
Um die Kontaktfläche zwischen Wärmetauscher und Luft oder anderem zirkulierendem Medium in den Heizkaminen 18, 33, 34 und 35 zu erhöhen, ist das Profil 30 mit Rippen 36, 37 versehen.
An den Ecken 38, 39 ist ein Rahmenprofil 40 vorgesehen, das zur Befestigung der Schutzumhüllung 16 dient, die zweckmäßigerweise aus einem gegen die auftretenden Temperaturen widerstandsfähigen Material besteht.
Der vorstehend erläuterte Wärmetauscher kann selbstverständlich in gleicher Weise als Wärmetauscher in. einer Kältekammer eingesetzt werden. In diesem Falle ist der Wärmeträger eine Kühlflüssigkeit und der Zustrom von Luft erfolgt an der Obe'rseite, während die gekühlte Luft an der Unterseite des Wärmetauschers austritt..
Je nach der Art des verwendeten Wärmeträgermediums läßt sich durch einen Walz-, Zieh- oder Gießvorgang in einem einzigen Stück ein ganzer Wärmetauscher herstellen, der aus dem Wärmeträgerrohr und' den Wärmeaustauschflächen oder -rlppen besteht.
Je nach der Art der Anwendung kann das Wärmeträgerrohr entweder zentral angeordnet sein oder es können mehrere Rohre vorgesehen sein'. Im letzteren Falle kann im Innenraum des Wärmetauschers selbst ein Kreislauf hergestellt werden, so daß gesonderte Rücklaufleitungen in Wegfall kommen, Um das hohe Wärmeleitvermögen des verwendeten Materials weitestmögliph auszunützen und um Luftbeschleuniger, wie z.B. Ventilatoren od.dgl., zu vermeiden, ist es günstig, auf der, Länge der Umhüllung 41 des Wärmetauschers 42 Öffnungen 43, 44 um-die eigentliche Leitung 45 vorzusehen.
'Vorteilhafterweise sind diese Öffnungen 43, 44 geneigt und weisen einen ausreichend großen Querschnitt auf, um eine normale Luftströmung ins'Zentrum des Wärmetauschers zu ermöglichen. Der Abstand zwischen den einzelnen Öffnungen 43, 44 kann beliebig und veränderlich gewählt werden und hängt von der Wärmeleitzahl, dem Wärmeübergangskoeffizienten und der Temperaturdifferenz zwischen dem wärmeabgebenden und dem wärmeaufnehmenden Medium ab. Durch die Wahl dieses Abstandes läßt sich ein maximaler thermischer Austauschgrad für die verschiedenen Temperaturdifferenzen und die gewunschten, sowie den Anwendungsbedingungen angepaßten Strömungsgeschwindigkeiten erzielen.
Bei der Anwendung des erfindungsgem.ißen Wärmetauschers als Heiz- oder Kühlkörper sowie als Klimatisierungselement in geschlossenem Kreislauf, läßt sich eine Regelung dadurch erzielen-, daß man an jeder Unterbrechung 46, 47 eine bewegliohe Klappe. 48, 49 vorsieht, die das Ab- oder Zuschalten der einzelnen Abschnitte 50, 51, 52 erlaubt. Die beweglichen Klappen 48, 49 verhindern im geschlossenen Zustand einen Wärmeaustausch und übernehmen die Funktion von Hähne oder Regelventilen. Die Klappen können einzeln oder gruppenweis.e gesteuert sein. Die Steuerung kann dabei manuell oder automatisch, nämlich durch Thermostat gesteuerte tiberwachungsele mente od.dgl., vorgenommen werden.
Der erfindungsgemäße Wärmetauscher bietet eine Reihe von Vorteilen, nämlich eine vielfache Verwendungsmöglichkeit, z.B. als Heizradiator mit heißer Flüssigkeit, wie Wasser, Öl od.dgl., oder als elektrischer Widerstandtsheizradiator, weiterhin als Hochtemperaturheizkörper unter Verwendung eines'hocherhitz'ten Wärmeträgers, z.3. Öl, und darüber hinaus macht er die Verwendung eines Großteiles der bisher benötigten Vor- und Rücklaufleitungen unnötig. Schließlich werden die Installations- und Montagekosten sowie die Betriebskosten auf Grund geringerer Leistungsverluste gesenkt,

Claims

Patent- (Schutz-) Ansprüche Wärmetauscher, insbesondere Heizkörper für Heizungsanlagen mit einem einen Wärmeträger führenden Rohr und mit dem Rohr in Kontakt stehenden Wärmetauscherflächen, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscherflächen aus einem geschlossenen Aluminiumhohlprofil (30) mit. einer zentralen Aufnahme (19, 20) für das den Wärmeträger führende Rohr (21) gebildet sind.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Aufhahme aus zwei Halbschalen (19, 20) besteht, die mit der Außenfläche des Wärmeträgerrohres '(21) in wärmeleitendem Kontakt stehen.
3. Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschalen (19, 20) durch Federelemente (22, 23) an die Außenfläche des Wärmeträgerrohres (21) angedrückt sind.
4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschalen (19, 20) Ausnehmungen (24, 25) zur Aufnahme der gekrUmmten Enden (26, 27) von Biegefedern (22, 23) aufweisen.
5. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das geschlossene Hohlprofil (30) durch Querwände (31, 32) in mehrere Abteile (33 94., 35), die als Heizkanäle fungieren, unterteilt ist.
6. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil (30) seine Oberfläche vergrößernde Elemente, z.B. Rippen (36, 37) aufweist.
7. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der ansprüche 1-bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil t30) an, seinen Ecken Rähmenprofile (40) zur Befestigung einer Schutzumhüllung (16) aus temperaturbeständigem Material aufweist.
8. Wärmetauscher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzumhüllung (16) den Wärmetauscher voll umschließt.
9. Wärmetauscher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,.

daß die Umhüllung (16) am oberen und am unteren Ende Öffnungen (14, 15) für den Zu- und Austritt von Luft aufweist.
10, Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche t bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (16) Beschleunigungselemente, verbunden mit beweglichen Regelelementen trägt, die längs des Wärmetauschers verteilt sind und das Profil (30) umgeben.
11. Wärmetauscher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigugselemente auf der Länge des Wärmetauschers verteilte Öffnungen mit geneigter Querschnittsfläche sind, deren Querschnitt eine Zuströmung von Luft ins Zentrum des Wärmetauschers zuläßt.
12 Wärmetauscher nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelungselemente vor den dffnungen (43, 44), angeordnete Klappen (48, 49) sind, durch welche'die einzelnen Abschnitte (50, 51, 52) der Umhüllung geöffnet oder geschlossen werden können.
13. Wärmetauscher nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen (48, 49) einzeln steuerbar sind.
14. Wärmetauscher nach, Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen (48, 49) gruppenteiae steuerbar sind.
15. Wärmetauscher nach" einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß, die Klappen (48, 49) von Rand betätigbar sind.
16. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 12 bis 14* dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen (48, 49) automatisch durch thermostatisch gesteuerte Überwachungselemente betätigbar sind.

L e e r s e i t e