DE2415656A1

DE2415656A1 - Waermeaustauscher mit im abstand zueinander angeordneten rippen

Info

Publication number: DE2415656A1
Application number: DE2415656A
Authority: DE
Inventors: Ernst-Wilhelm Dipl Ing Stephan
Original assignee: BuderusSche Eisenwerke AG
Current assignee: Buderus AG
Priority date: 1974-04-01
Filing date: 1974-04-01
Publication date: 1975-10-16

Description

Wärmeaustauscher mit im Abstand zueinander angeordneten Rippen Es ist bekannt, Wärmeaustauscher zur Vergrößerlms der wärmeübertragenden Flache mit Rippen zu versehen, welche mit dem Strömungskanal des flüssigen Wärme- bzw. Kältemittels in wärmeleitender Verbindung stehen. An den Rippen strömt in der Regel ein aufzuheizendes bzw. abzukühlendes gasförmiges Medium wie die zu temperierende Raumluft vorbei. Der Einsatz solcher Rippenwärmeaustauscher ist recht vielseitig. Ein Hauptanwendungsgebiet besteht in der Verwendung der Wärmeaustauscher als Konvektoren in Klimageräten.
Die Wirksamkeit solcher Wärmeaustauscher kann durch spezielle Rippenformen verbessert werden. Dabei wird versucht, die Luftströmung turbulent zu gestalten, um diese in einen besonders innigen Kontakt mit den Rippenoberflächen zu bringen.
Gegenüber einer rein parallel zu den Rippen verlaufenden Luftströmung ergibt sich eine bessere Wärmeübertragung, die jedoch noch nicht als optimal angesehen werden kann.
Die Erfindung bezweckt eine weitere Leistungssteigerung von Ripponwärmeaustauschern, die ohne einen nachteiligen baulichen Aufwand erzielt werden soll.
Gemäß der Erfindung besitzen die Rippen aus der Rippenebene herausragende, quer zur Strömung liegende und die Strömung durch die entstandenen Öffnungen umleitende Ausstanzung.
Die Ausstanzungen sollten etwa rechtwinklig von den Rippen abgebogen sein, eine schaufelartige Gestalt besitzen und bis zu der benachbarten Rippe aus der Rippenebene herausragen.
Die Ausstnzungen erzeugen eine erhebliche Turbulenz und hierdurch eine Steigerung des Wärmeüberganges. Ihr größter Vorteil besteht aber darin, daß sie die Luft annähernd rechtwinklig durch die entstandenen Öffnungen umleiten, sodaß diese fast senkrecht auf die Nachbarrippe auftrifft. Die senkrechte Anströmung von Wärmeaustauschflächen gilt als sehr günstig bezüglich der Wärmeübertragung, weil hierbei keine Grenzschicht entstehen kann, welche sich bei einer parallelen Strömung besonders negativ auswirkt. In der Regel ist die Umlenkung und die senkrechte Anströmung von Wärmeaustauschflächen mit einem starken Druckverlust verbunden. Dieser wird durch die schaufelartige Gestalt der Ausstanzungen vermieden. Der Luftstrom schmiegt sich den Konturen der Ausstanzungen an, wird etwa senkrecht auf die Nachbarrippe gelenkt und strömt dann in der vorgegebenen Richtung weiter.
Es ist moglich, die Ausstanzungen nur nach einer Richtung oder abwechselnd nach beiden Richtungen aus der Rippenebene herausragen zu lassen. Im ersten Fall ergibt sich eine gerichtete Umlenkung. Im zweiten Fall entsteht hingegen eine stärkere Verwirbelung.
Alle Rippen eines solchen Wärmeaustauschers können Ausstanzungen besitzen. Durch versetzte Anordnung der Ausstanzungen ist zu gewährleisten, daß der umgelenkte Luftstrom jeweils auf eine geschlossene Rippenfläche auftrifft. Falls nur jede zweite Rippe Ausstanzungen besitzt, wird auf jeden Fall eine in sich geschlossene Rippe angeströmt. Die Ausstanzungen können jedoch auch gegenüberliegend angeordnet sein, da erfahrungsgemäß eine genügend gute Anströmung der Nachbarrippe erreicht wird.
Die beigefügte Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele der Erfindung dar.
Es zeigt: Fig. 1: Einen Wärmeaustauscher in der Seitenansicht, Fig. 2: Eine Rippe in der Vorderansicht, Fig. 3: Einen Wärmeaustauscher in der Seitenansicht, Fig. 4: Eine Rippe in der Vorderansicht und Fig. 5: Den vergrößerten Ausschnitt A aus Fig. 3.
Das wärmeabgebende bzw. -aufnehmende flüssige Medium strömt durch das Rohr 1, welches mit vielen parallel angeordneten Rippen 2 besetzt ist. Die Luftströmung erfolgt in der durch Pfeile angedeuteten Richtung. Aus den Rippenebenen ragen Ausstanzungen 3 unter Bildung entsprechender Öffnungen 4 heraus.
Die Luft wird infolge der besonderen Gestaltung der Ausstanzungen 3 etwa rechtwinklig umgelenkt und senkrecht gegen die Nachbarrippe geleitet.
Durch versetzte Anordnung der Ausstanzungen 3 gemäß Fig. 1 und 2 ist es möglich, jede Rippe mit Ausstanzungen zu versehen und dennoch immer einen geschlossenen Bereich der Nachbarrippe anzuströmen. Gemäß Fig. 3 und 4 folgt jeder Rippe 2 mit Ausstanzungen 3 eine geschlossene Rippe 2,' die voll angeströmt wird.
Nach Fig. 2 erfolgt eine Umlenkung des gesamten Luftstromes.
Nach Fig. 4 ergibt sich jeweils nur eine Umlenkung eines Teilstromes, während noch freie Gassen für eine direkte Luftströmung vorhanden sind.
Das erfinderische Prinzip läßt sich bei allen Arten von Wärmeaustauschern anwenden.

Claims

Patentansprüche

Wärmeaustauscher mit in Strömungsrichtung des wärme auf nehmenden Mediums im Abstand zueinander angeordneten Rippen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (2) aus der Rippenebene herausragende, quer zur Strömung liegende und die Strömung durch die entstandenen Öffnungen (4) umleitende Ausstanzungen (3) besitzen.
2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Ausstanzungen (3) etwa rechtwinklig von den Rippen (2) abgebogen sind und eine schaufelartige Gestalt besitzen.
3. Wärmeaustauscher nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstanzungen (3) bis zu der benachbarten Rippe (2,2') aus der Rippenebene herausragen.
4. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Ausstanzungen (3) in gleicher Richtung aus der Rippenebene herausragen.
5. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstanzungen (3) teilweise in der einen und teilweise in der anderen Richtung aus der Rippenebene herausragen.
6. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Rippen (2)'Ausstanzungen (3) besitzen.
7. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur jede zweite Rippe (2) Ausstanzungen (3) besitzt.
8. Wärmeaustauscher nach einem der vorhergehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstanzungen (3) in Strömungsrichtung hintereinander liegen.
9. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstanzungen (3) in Strömung richtung versetzt angeordnet sind.

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