DE2837802A1

DE2837802A1 - Mit grosser uebertragungsflaeche versehene koerper, welche bei der herstellung von waermeaustauschapparaturen angewendet werden

Info

Publication number: DE2837802A1
Application number: DE19782837802
Authority: DE
Inventors: Lena Filippetti
Original assignee: Hydro System SRL
Current assignee: Hydro System SRL
Priority date: 1978-02-17
Filing date: 1978-08-30
Publication date: 1979-08-23
Also published as: IT1092763B; IT7820367A0; DE2837802B2; DE2837802C3

Description

"Mit großer Ubertragungsfläche versehene Körper, welche bei der
Herstellung von Wärmeaustauschapparaturen angewendet werden können" Die Anwendung von Metallspiralrohren als Heizkörper ist schon seit einiger Zeit bekannt, aber man muß erwähnen, daß die Anwendung von Kunststoffpolymeren, wie Homopolymeren, Copolymeren und Verbundpolymeren, nur zum Fließpressen von dünnwandigen geraden Rohren erfolgte, die späterhin in Spiralen verwandelt werden. Diese Spiralen, als maßeinheitliche Glieder, werden gemäß dieser Erfindung zur Heizkörperherstellung angewandt,und die wichtigste Neuerung besteht darin, daß es möglich wurde, durch Kunststoffspiralglieder eine komplette Heizanlage herzustellen.
Bis heute sind mit spiralförmigen Kunststoffrohren hergestellte Heizkörper für Wohnraumheizungsanlagen nicht angewendet worden.
Vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von mit großer Ubertragungsfläche versehenen Körpern, welche durch die Anwendung von halbbiegsamen Rohren erzielt werden, eine kleine Wandstärke aufweisen und wenigstens teilweise spiralförmig ausgebildet sind, wobei die gebildeten Spiralen gegen wenigstens teilweise gelochte Schutzplatten montiert sind. Genannte Spiralen können außerdem gegen die Schutzplatten abgeplattet und daran befestigt werden, und zwar um Platten oder Tafeln mit kleinsten Außenabmessungen und mit beträchtlichen.Wärmeaustauschvermögen zu bilden, die mit Versorgungs- und Rücklaufnetzen von Heiz- oder Kühlanlagen verbunden werden können.
Genannte Rohre können jeden beliebigen Querschnitt sowie evtl.
Rippen, Vorsprünge, Flügel oder äußere Aushöhlungen aufweisen, und zwar um die Wärmestrahlungs- und Übertragungsfläche zu vergrößern. Obenerwähnte Rohre können auch vorzugsweise aus Kunststoff bestehen und durch kontinuierliches Fließpressen hergestellt werden. Außerdem können sie auf ihrer Oberfläche, vor oder nach der Annahme der spiralförmigen Struktur, metallisiert oder galvanisiert werden, wobei evtl. eine geradlinige Rohrstrecke zwischen spiralförmigen Rohrelementen eingeschaltet werden kann.
Beiliegende Zeichnung zeigt auf schematische Weise und als nicht einschränkendes Beispiel einige bevorzugte Ausführungsformen.
Es zeigen: Abb. 1 ein spiralförmiges Rohrstück nach der Erfindung, welches durch Fließpressen erzeugt wird und aus biegsamem Kunststoff besteht, der jedoch eine gewisse Steifigkeit besitzt, welche die Formänderung des inneren Hohlraumes verhindert.
Abb. 2 ein erstes Anwendungsbeispiel eines Aggregates, welches aus drei sich teilweise überschneidenden und parallelgeschalteten, zwischen zwei Rohrleitungen befindlichen Spiralen besteht. Letztere gehören zu einer Heizanlage, die mit Vor- und Rücklauf versehen ist.
Abb.2' einen schematischen Grundriß.
Abb. 3 ein zweites Ausführungsdispiel, bei dem die Spiralrohrstrecke gegen eine Stütz- und Schutzplatte abgeplattet wird, so daß die Außenabmessungen der Spirale um ungefähr 50% reduziert werden.
Abb. 4 elne dritte Variante, bei der das Spiralenaggregat durch bogenförmige Anschlußteile in Reihe geschaltet ist.
Abb. 5 zwei Spiralen verschiedenen Durchmessers, die zueinander koaxial angeordnet sind.
Abb. 6 einige Querschnittsbeispiele von Metall- oder Kunststoffrohren, aus denen man die Spiralen herstellen kann Gemäß vorliegender Erfindung und dank der Anwendung von Rohren mit beliebigem Querschnitt (Abb. 6 - 6') und mit kleiner Wandstärke ist es möglich, Modularteile mit großer Wärmeaustauschfläche herzustellen, die untereinander verbunden werden und so Heizkörper bilden, die in den Heizanlagen verschiedener Art angewendet werden. Man kann zu diesem Zweck durch Fließpressen erzeugte Kunststoffrohre (insbesondere aus Polypropylen) anwenden, die evtl. zur Erhöhung des Ubertragungsvermögens auf ihrer Oberfläche metallisiert oder galvanisiert werden. Der Querschnitt genannter Rohre kann rund oder oval oder polygonal sein (Abb. 6,6'). Derselbe kann außerdem auf der Außenseite Aushöhlungen oder Vorsprünge 17 mit sinusförmigem Verlauf besitzen, um auf der Außenseite eine größere Austauschfläche zu bilden, während im Inneren die Rohre glatt sind, um jede Reibung bei dem Durchgang des flüssigen oder des gasförmigen Stoffes zu vermeiden, der sich darin bewegen soll, und um die Strömungsverluste herabzusetzen.
Diese in planmäßiger Länge erzeugten Rohre werden nach den Fließpreßverfahren spiralförmig gewickelt, und zwar mit veränderlichem Durchmesser und Schritt, um Spiralen mit vorhergeplant er Länge zu erzeugen.
Genannte Spiralen werden nachher miteinander durch übliche mechanische Vorrichtungen verbunden, wie Metall- oder Kunststoffanschlußstücke 12,13,oder auch durch Leimung oder Schweißung, mit oder ohne Werkstoffzusatz und an Stützplatten 11 zur Bildung von Tafeln mit verschiedenen Abmessungen angebracht.
Die spiralförmigen Modularteile 10 können kontinuierlich erzeugt werden oder auch mit geradlinigen oder glatten evtl. gebogenen Strecken 14 (Abb.4) abwechseln, und zwar um mit Schrauben versehene Anschlußorgane oder auch Schweißungen nicht anwenden zu müssen.
Es werden die maßeinheitlichen Spiralen an Stützplatten 11 (Abb.3) befestigt, oder es werden die anstoßenden Spiralen (Abb. 2 und 2') einander überschneidend angeordnet, so daß die für den Wärmeaustausch vorhandene Fläche auf kleinem Raum vergrößert wird.
Die verschiedenen untereinander verbundenen Spiralen 10 verfügen über einen Eingangsanschluß 12 und einen Ausgangsanschluß 13, um mit der Wärmequelle 14 (Abb.2 und 2') und mit dem Rückkehrkollektor 15 verbunden zu werden.
Es fließen durch die Rohre gewöhnlich verschiedenartige Stoffe, wie Wasser, Dampf, C)le, Athylenglykol usw.
Das Aggregat genannter Rohre kann auch zum Durchgang von Kühlgasen oder Kühlflüssigkeiten angewendet werden.
Die maßeinheitlichen Spiralen können außerdem montiert werden, um Aggregate zu bilden wie diejenigen, welche in den Abb. 2 und 4 dargestellt sind. Es ist außerdem möglich, maßeinheitliche Spiralen verschiedenen Durchmessers konzentrisch aufzustellen (Abb.5), um Wärmeaustauscher für Anlagen zu bilden, worin die Werkstoffe auch mit korrodierenden Mitteln in Berührung treten.
Die zur Rohrherstellung angewendeten Polymere können hohe und niedrige Temperaturen aushalten sowie gegen Säuren, Alkali, Lösungsmittel und weitere korrodierende Mittel beständig sein.
Die erfindungsgemäßen maßeinheitlichen Spiralen können außerdem dazu verwendet werden, um Oberflächen zu bilden, welche die Sonnenstrahlung aufnehmen, und zwar indem man damit Solarkollektoren zur Herstellung von Heißwasser oder Dampf bildet.
Die maßeinheitlichen Spiralen 10 (Abb.1) werden an die Platten 11 durch Schrauben und Halteglieder 15 oder anders befestigt.
Um die Dicke und infolgedessen die Außenabmessungen der Platte zu reduzieren, können die Spiralen mit runden Windungen vorteilhaft abgeplattet werden, wie in Abb. 3 gezeigt wird. Es wird damit die seitliche Außenabmessung herabgesetzt, welche anstatt dem Durchmesser der zylindrischen Spirale, beispielsweise 6 cm, zu entsprechen, dem doppelten oder dreifachen Durchmesser des Rohres entspricht, welches jede einzelne Windung bildet, d.h.
2 oder 3 cm mißt.
Die Rohre, welche die kontinuierlichen Spiralen oder die maßeinheitlichen Spiralen bilden, können nicht nur aus Polymeren, sondern auch aus mit Kunststoff- oder Metallfasern oder Textilbindungen armierten Polymeren bestehen. Es werden damit auch die Glasfasern gemeint.
Wichtig ist auch die Anwendung von mit Pigmentmassen als Zusatzstoff beigemengten Polymeren, und zwar um ästhetische Farbeffekte in der Raumumgebung zu erzielen. Die Dauerhaftigkeit der Farben ist zeitlich unbegrenzt, und es werden alle Instandhaltungsarbeiten hinsichtlich der Heizkörper, z.B. erneute Lackierungs- und Polizerverfahren, vermieden. Die Anwendung von Spiralrohren mit aus Metailpulvern als Zusatzstoff nach verschiedenen Prozentsätzen beigemengten Polymeren ist auch vorgesehen, um die Leitfähigkeit und die mechanischen Eigenschaften abzuändern und um besondere ästhetische Farbwirkungen zu erzielen.
Die Kunststoffspiralrohre können auch mit einem dünnwandigen Metallauftrag auf der äußeren Oberfläche versehen werden, welcher durch galvanische Verfahren oder durch Niederschlag bei Vakuumverdampfung erzielt wurde.
Während im ersten Falle die Galvanisierung der schon gebildeten Spirale möglich ist, wird man im zweiten Falle ein kontinuierliches Metallisierverfahren auf der Oberfläche des geraden Rohres durchführen, welches späterhin eine spiralförmige Struktur erhalten wird.
Dieses kontinuierliche Metallisierverfahren kann auf schon fließgepreßtem oder auf ein und derselben Fließpreßlinie angebrachtem Rohr stattfinden, und zwar um das Halbfabrikat mittels eines einzigen Vorganges zu erzielen.
Es wird dadurch die Möglichkeit erreicht, die durch Konvektion oder Ausstrahlung übertragene Wärmemenge abzuändern, und zwar indem man letztere beträchtlich modifiziert.
Es ist außerdem die Möglichkeit vorhanden, den Heizkörper in einem einzigen Stück ohne Schweißungen und ohne Einsatz von Verbindungsgliedern herzustellen.
Man kann auch abwechselnd geradlinige und spiralförmige Rohrstrecken anwenden, und zwar bis man die notwendige Oberfläche erreicht.
Leerseite

Claims

Ansprüche Mit großer Ubertragungsfläche versehene rohrförmige Wärmeaustauschkörper, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß dieselben aus halbbiegsamen, wenigstens teilweise spiralförmig gewickelten, kleine Wandstärke aufweisender Plastikrohren 10) gebildet sind, und die gegen teilweise gelochte Stütz- oder Schutzplatten (11) montiert werden5 wobei genannte Spiralen (10) durch Anschlüsse (12 und 13) mit oberen und unteren Kollektoren verbunden sind und die benachbarten Spiralwindungen zueinander versetzt und zwischengeschaltet sind (Abb. 2,4,5), um.die Außenabmessungen zu reduzieren und den Wärmeaustausch bei gleichen Außenabmessungen zu erhöhen.
2. Wärmeaustauschkörper gemäß Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die anstoßendenSpiralen (10) diagonal gegen eine Stütz- und Schutzplatte (11) abgeplattet und eingehalten werden, um die Außenabmessungen des Aggregates weiterhin zu reduzieren, welches eine Dicke erhält, die sich sogar auf wenig mehr als das Doppelte des Durchmessers des maßeinheitlichen spiralbildenden Rohres beschränken kann.
3. Wärmeaustauschkörper nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß sie einige parallelgeschaltete Plastikrohrspiralen einschließen (Abb.2).
4. Wärmeaustauschkörper nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß sie einige nebengeschaltete Plastikrohrspiralen einschließen (Abb.4).
5. Wärmeaustauschkörper nach Anspruch 1, d R d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß sie wenigstens zwei Plastikrohrspiralen verschiedenen Durchmessers einschließen, welche koaxial zueinander montiert sind.
6. Wärmeaustauschkörper nach einem oder mehreren Ansprüchen von 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das die Spirale bildende Plastikrohr einen runden, einen ovalen oder einen polygonalen QuerschnItt aufweisen kann (Abb.

6).
7. Wärmeaustauschkörper nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß das die Spirale bildende Plastikrohr (10 oder 10') äußere Rippen (Fig.6') aufweist.
8. Wärmeaustauschkörper nach einem oder mehreren der vDrhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß die Anschlüsse mit den oberen und unteren Kollektoren (14 und 15) durch Schweißung oder Leimung vorgenommen werden.
9. Wärmeaustauschkörper nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das die Spiralen bildende Plastikrohr auf der Oberfläche, nach herkömmlichen Verfahren vor oder nach Anbringung der Spiralform, herkömmlich metallisiert oder galvanisiert wird.
10. Wärmeaustauschkörper nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die die Spiralen bildenden Plastikrohre aus mit Metall-oder Glasfasern armierten Polymeren hergestellt sind.