DE3143334C2 - - Google Patents
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- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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- F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
- F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
- F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
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- F28D1/0246—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid heat-exchange elements having several adjacent conduits forming a whole, e.g. blocks
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- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/0233—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes the conduits having a particular shape, e.g. non-circular cross-section, annular
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Description
Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher mit einem quer
von Luft beaufschlagbaren Bündel parallel verlaufender Rohre
nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, wie er beispielsweise
aus der nicht vorveröffentlichten DE-OS 30 31 624 als be
kannt hervorgeht.
Der dort gezeigte Wärmetauscher dient wahlweise zum Kühlen
oder zum Heizen des Fahrgastraumes eines Kraftfahrzeuges.
An den beiden Enden des Rohrbündels sind jeweils unter
schiedliche Wärmetauscherköpfe vorgesehen, von denen der
eine mit heißem Wasser zum Heizen und der andere mit Kälte
mittel zum Kühlen beaufschlagt werden kann. Die Verteilung
der zugeführten Wärme bzw. der Kälteleistung auf den Luft
strom erfolgt durch das Rohrbündel, dessen Rohre als an
sich bekannte sogenannte Wärmerohre ausgebildet sind. Ähn
liche Anordnungen eines wahlweise sowohl zum Kühlen als
auch zum Heizen verwendbaren Wärmetauschers zeigen die
DE-OS 27 56 119 und die DE-OS 28 00 265.
Es sind Luft/Flüssigkeits-Wärmetauscher bekannt, bei denen
zur rationellen Herstellung der Wärmetauscher einzelne
Wärmetauscherplatten aufeinander geschichtet werden, deren
Wärmetauscherplatten mit Kanälen versehen sind. Bei dem
Wärmetauscher nach der DE-OS 28 51 316 sind die Wärme
tauscherplatten als Stegdoppelplatten und bei dem Wärme
tauscher nach der DE-AS 12 82 037 sind sie als geblähter
Teilverbundschichtkörper ausgebildet. Der auch weiter unten
in der Beschreibung der vorliegenden Erfindung verwendete
Begriff der "Stegdoppelplatte" ist im Zusammenhang mit Wär
metauschern offenbar üblich und beispielsweise nicht nur in
der erwähnten DE-OS 28 51 316, sondern auch im DE-GM 80 12 872
verwendet, wobei diese Schriften das glatte Verständnis dieses
Begriffes unterstellen. Es wird darunter ein plattenförmiges
Halbzeug verstanden, welches in der Regel im Extrusionsver
fahren herstellbar ist und welches im Bereich der Ober- und
der Unterseite jeweils eine Wandung enthält, die beide durch
mehrere parallel zueinander verlaufende Stege miteinander
verbunden sind. Die beiden Wandungen und jeweils zwei be
nachbarte Stege bilden je einen geraden im Querschnitt recht
eckigen Kanal; eine Stegdoppelplatte enthält also parallel
nebeneinander mehrere solcher Kanäle.
Die Kanäle in den Wärmetauscherplatten der bekannten Wärme
tauscher sind jedoch - sowohl bei dem aus Stegdoppelplatten
gebildeten als auch bei dem aus geblähten Teilverbundschicht
körpern gebildeten Wärmetauschern - unmittelbar von dem um
gewälzten Wärmeträgermedium durchströmt, d. h. die Verteilung
der Wärme auf den zwischen den Wärmetauscherplatten durch
streichenden Luftstrom erfolgt selber durch die Wärmeträger
flüssigkeit und nicht - wie beim gattungsmäßig zugrundege
legten Wärmetauscher - durch zwischengeschaltete Wärmerohre.
Nachteilig an dieser Ausgestaltung von Wärmetauschern ist,
daß aufgrund der relativ großen im Wärmetauscher befindlichen
Flüssigkeitsmassen der betriebsfertig gefüllte Wärmetauscher
relativ schwer ist und außerdem eine relativ große Wärme
trägheit besitzt. In dieser Hinsicht bietet der gattungs
mäßig zugrundegelegte Wärmetauscher Vorteile, der jedoch
wegen der zwischengeschalteten Wärmerohre im Aufbau um
ständlich ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ausgestaltungsform des
gattungsmäßig zugrundegelegten Wärmetauschers anzugeben,
die rationell herstellbar ist und die einen guten Wärme
übergang zwischen dem den Wärmetauscherkopf durchströmen
den Wärmeträgermedium und den Wärmerohren erwarten läßt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnen
den Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Dank der Verwendung von
kreuzweise angeordneten Wärmetauscherplatten, von denen die
eine Art auf den Bereich der Wärmetauscherköpfe beschränkt
ist, können auf engem Raum zwei gegeneinander gesonderte
Kanalsysteme erstellt werden, die dank der Verlötung der
Wärmetauscherplatten innig wärmeleitend miteinander ver
bunden sind. Die beiden in Wärmeaustausch stehenden Kanal
systeme können auf rationelle und kostengünstige Weise her
gestellt werden. Aufgrund einer dichten Packung vieler an
einander grenzender Kanäle kann auf kleinem Raum ein guter
Wärmeaustausch herbeigeführt werden. Die Wärmetauscherplatten
können als Strangpreßprofile oder auch als Teilverbundschicht
körper ausgebildet sein.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unter
ansprüchen entnommen werden. Die Erfindung ist
in der nachfolgenden Beschreibung anhand verschiedener in
den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher er
läutert; dabei zeigen
Fig. 1 und 2 Ansicht in Luftströmungsrichtung (Fig. 1)
bzw. von oben (Fig. 2) auf ein erstes Aus
führungsbeispiel eines Wärmetauschers
mit als Strangpreßprofil aus
gebildeten Wärmetauscherplatten,
Fig. 3 einen gegenüber den Fig. 1
und 2 vergrößerten Schnitt durch den Wärme
tauscher nach Fig. 1 bzw. 2 entlang der Schnitt
linie III-III in Fig. 2 bzw. entsprechend der
mit III und einer Kreislinie bezeichneten Einzel
heit in Fig. 1,
Fig. 4 einen Querschnitt durch den luftbeaufschlagten
Teil einer Wärmetauscherplatte des Wärme
tauschers nach Fig. 1,
Fig. 5 die Ansicht eines ebenfalls in Luftströmungs
richtung gesehenen weiteren Ausführungsbei
spieles eines Wärmetauschers mit als Teilver
bundschichtkörpern ausgebildeten Wärmetauscher
platten,
Fig. 6 einen vergrößerten Teilausschnitt aus dem Wär
metauscher nach Fig. 5,
Fig. 7 die Darstellung eines Wärmetauschers nach Fig. 5
in Seitenansicht und
Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Wärme
tauschers mit Teilverbundschichtkörpern als
Wärmetauscherplatten und mit Sektionsunter
teilung der Wärmetauscherköpfe zum Trocknen
der behandelten Luft.
Die in den Figuren dargestellten verschiedenen Ausführungs
beispiele von Wärmetauschern 1, 1′, 1′′ bzw. 1′′′ bestehen
im wesentlichen aus einem oberen Wärmetauscherkopf 4 bzw.
4′, einem luftbeaufschlagbaren Rohrbündel 2, bzw. 2′ (Luft
strom 3) sowie einem unteren Wärmetauscherkopf 5 bzw. 5′.
Die einzelnen Rohre des Rohrbündels sind mit 6 bzw. 6′ be
zeichnet. Die Wärmetauscher 1-1′′′ sind gebildet durch zwei
verschiedene Scharen von Wärmetauscherplatten, von denen
die erste Art von Wärmetauscherplatten 8, 8′, 8′′, 8′′′ sich
über die ganze Höhe des Wärmetauschers 1-1′′′ erstreckt,
während die zweite Art von Wärmetauscherplatten 10, 10′,
10′′, 10′′′ sich auf den jeweiligen Wärmetauscherkopf 4, 4′,
5, 5′ beschränkt. Die erste Art der Wärmetauscherplatten
8, 8′, 8′′ bzw. 8′′′ umfaßt die Rohre 6 bzw. 6′ und die Wärme
rohrkanäle 7 bzw. 7′ des Rohrbündels bzw. der Rohrreihen.
Diese Wärmetauscherplatten erstrecken sich parallel zum
Luftstrom 3 und reichen über den Luftstrom 3 hinaus bis in
den Bereich des jeweiligen Wärmetauscherkopfes 4, 4′, 5, 5′
hinein. Quer zur Richtung der Rohre 6, 6′ sind zwischen den
ersten Wärmetauscherplatten 8-8′′′ Wärmetauscherplatten der
zweiten Art 10, 10′, 10′′ bzw. 10′′′ angeordnet, die parallel
zum Luftstrom 3 liegen und die Wärmeträgerkanäle 9, 9′, 9′′
bzw. 9′′′ enthalten, die von Wärmeträgermedium z. B. Heiz
wasser oder Kältemittel durchströmbar sind. Benachbarte
Wärmetauscherplatten der ersten und der zweiten Art sind
auf ihrer Anlageseite miteinander verlötet, so daß eine gu
te wärmeleitende Verbindung zwischen ihnen besteht.
Bei dem in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungs
beispiel sind die beiden Arten der Wärmetauscherplatten 8
bzw. 10 als Strangpreßprofil in Form einer Stegdoppelplatte
ausgebildet, welches jeweils mehrere parallel nebeneinan
der verlaufende Kanäle 9 enthält. Hier sind die innerhalb
des Wärmetauscherkopfes 4 kreuzweise zueinander verlaufen
den Wärmetauscherplatten 8, 10 über die ganze Erstreckung
des Wärmetauscherkopfes 4 hinweg verlötet und bilden gewis
sermaßen einen kompakten Block. Die Strangpreßprofile haben
im Querschnitt die Form einer Leiter und bilden mehrere
rechteckige oder quadratische Kanäle 9, die die Rohre dar
stellen. Der luftbeaufschlagte Teil der Rohre ist mit Wär
meübergangsrippen versehen, die bei dem Ausführungsbei
spiel nach den Fig. 1 bis 4 in Form von spanartig
aus der Außenwandung abgeschälten aufgestellten Bogenrippen
11 gebildet sind.
Die die Kanäle 9 bildenden Strangpreßprofile sind untereinan
der durch quer zu ihnen verlaufende Verbindungsprofile 16
verbunden, die im Querschnitt die gleiche Form wie die in
Fig. 3 im Querschnitt gezeigten Strangpreßprofile des Wärme
tauscherkopfes 4 aufweisen. Die Verbindungsprofile 16 weisen
an den Einmündungsstellen der durch den Wärmetauscherkopf
4 hindurch laufenden Strangpreßprofile der Wärmetauscher
platten 10 eine Nut 17 auf, die in ihrer Breite der Profil
stärke entspricht und die die Kanäle 9 des Verbindungspro
files 16 anschneidet. Dieses solcherart vorbereitete Verbin
dungsprofil 16 wird unter Zwischenlage einer sogenannten Löt
maske an den jeweiligen Kontaktstellen auf die überstehenden
Enden der Wärmetauscherplatten 10 aufgesteckt und gemeinsam
mit den übrigen Verlötungen in einem Arbeitsgang dichtend
verlötet. Eine der Stirnseiten des Verbindungsprofiles 16
ist verschlossen, während die gegenüberliegende Seite des
gleichen Verbindungsprofiles mit einem Zulauf- bzw. mit einem
Ablaufanschluß versehen ist.
In ähnlicher Weise wie die Wärmetauscherplatten zweiter Art
10 des Wärmetauscherkopfes 4 sind auch die Wärmetauscherplat
ten erster Art 8 durch querverlaufende Strangpreßprofile 14
miteinander verbunden. Während bei den Wärmetauscherplatten
zweiter Art 10 eine Verbindung der Kanäle 9 für eine Durch
strömung mit Wärmeträgermedium unerläßlich und funktionsnot
wendig ist, ist eine entsprechende Querverbindung der Wärme
rohrkanäle 7 der einzelnen Wärmetauscherplatten erster Art
8 nicht unbedingt notwendig. Sie ist jedoch zweckmäßig, um
mehrere Wärmerohrkanäle 7 gleichzeitig evakuieren und ge
zielt mit einem geeigneten Medium füllen zu können. Außerdem
wird durch eine Querverbindung der im Luftstrom 3 nebeneinan
derliegenden Wärmerohrkanäle 7 das Temperaturniveau quer zum
Luftstrom 3 ausgeglichen. Auch beim Strangpreßprofil 14 für
die Wärmetauscherplatten erster Art 8 sind querverlaufende
Nuten 17 angebracht, die der Profilstärke entsprechen und
die die Kanäle innerhalb des Strangpreßprofiles 14 anschnei
den. An sich brauchte das Strangpreßprofil 14 keine Einzelka
näle aufzuweisen, sondern könnte ein rechteckiges Flachrohr
darstellen. Eine Unterteilung in Kanäle, die genau dem in
Fig. 4 dargestellten Querschnitt entspricht, ist jedoch aus
festigkeitsmäßigen Gründen zweckmäßig. Außerdem wird durch
eine gleiche Unterteilung des Strangpreßprofiles 14 wie bei
den Wärmetauscherplatten erster Art 8 eine Trennung der ein
zelnen Rohre 6 innerhalb der Wärmetauscherplatten erster Art
8 erzielt. Dadurch können die an unterschiedlicher Tiefen
position innerhalb des Wärmetauschers 1 - im Luftstrom 3 ge
sehen - liegenden Rohre 6 individuell aufgrund unterschied
licher Füllungen auf unterschiedliche Arbeitspunkte einge
stellt werden, so daß die Tendenz eines im Luftstrom 3 ab
nehmenden Temperaturgefälles zwischen der Luft und dem Wärme
tauscher 1 dadurch kompensiert und die Wärmeübertragungs
leistung optimiert werden kann.
Bei dem in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsbei
spiel eines Wärmetauschers 1′ sind die Wärmetauscherplatten
erster Art 8′ bzw. zweiter Art 10′ als zweilagige Teilver
bundschichtkörper ausgebildet. Jeweils eine Seite der Teil
verbundschichtkörper ist flach und eben ausgebildet; mit die
ser Seite sind die beiden Wärmetauscherplatten miteinander
vollflächig verlötet, so daß ein im Querschnitt großflächi
ger gut leitender Wärmekontakt zwischen beiden besteht. Die
im Luftstrom 3 parallel nebeneinander liegenden Wärmetauscher
platten erster Art 8′ sind untereinander durch Rohre 13 mit
einander verbunden, so daß quer zum Luftstrom 3 alle Rohre 6′
des Bündels 2′ den gleichen Arbeitspunkt besitzen.
Wie das Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 zeigt, können die
Rohre 6′′ des Rohrbündels 2′′ in Luftströmungsrichtung (Luft
strom 3) gruppenweise zusammengefaßt sein derart, daß die ein
zelnen im Luftstrom 3 hintereinander liegenden Gruppen von
Wärmerohrkanälen 7′′ keine Verbindung miteinander haben. Im
Luftstrom 3 gleichtief liegende Gruppen von Wärmerohrkanä
len 7′′ sind quer zum Luftstrom 3 über Rohre 13 miteinander ver
bunden. Durch die Gruppenunterteilung der Wärmerohrkanäle 7′′
wird der bereits obenerwähnte Vorteil erreicht, daß die Ar
beitspunkte der einzelnen Wärmerohrkanäle 7′′ im Luftstrom 3
individuell eingestellt werden können, so daß einer Tendenz
der Verringerung des Temperaturgefälles entgegengewirkt wer
den kann. In ähnlicher Weise, jedoch mit einer etwas anderen
Zweckgebung, sind auch die Wärmetauscherplatten zweiter Art
10′′ mittels Verbindungsleitungen 15 quer untereinander zulauf
seitig und ablaufseitig verbunden, so daß sie parallel zu
einander von einem Wärmeträgermedium durchströmbar sind. Die
in ihnen gebildeten Kanäle 9′′ verlaufen zweckmäßigerweise un
verzweigt mäanderförmig über die Erstreckung der Wärmetauscher
platte zweiter Art 10′′ hinweg, wobei auf möglichst großer
Länge Kanalabschnitte des Kanales 9′′ deckungsgleich liegen
mit Kanalabschnitten der Wärmerohrkanäle 7′′ in den Wärme
tauscherplatten erster Art 8′′. Die Wärmerohrkanäle der Wärme
tauscherplatten erster Art 8′′ sind im Bereich der Wärmetau
scherköpfe 4′′ etwa leiterförmig ausgebildet, wobei die den
Sprossen dieser "Leiter" entsprechenden Kanalabschnitte der
Wärmerohrkanäle 7′′ mit Kanalabschnitten der von Wärmeträger
medium durchströmten Kanäle 9′′ deckungsgleich liegen. Da
durch werden kurze Wärmeübergangswege von dem Wärmerohrka
nal 7′′ in die anderen Kanäle 9′′ erzielt. Diese Verbindungs
leitungen 15 sind entsprechend auch am Wärmetauscher 1′
nach Fig. 5 und 6 angebracht. In beiden Ausführungsbeispie
len der Wärmetauscher 1′ bzw. 1′′ - nachfolgend ist dies für
das Ausführungsbeispiel von Fig. 7 beschrieben - sind diese auf
ganz ähnliche Weise wie die Rohre 13 zum Verbinden der Wärme
tauscherplatten erster Art 8′′ befestigt. Die Verbindungslei
tung 15 und die Kante der Teilverbundschichtkörper sind an
den jeweiligen Einmündungsstellen eingefräst, derart, daß
Öffnungen mit etwa übereinstimmenden räumlichen Verlauf der
Begrenzungskontur entsteht. Durch lagerichtiges Auflegen und
Festklammern der Verbindungsleitungen 15 auf die plattensei
tigen Ausschnitte und unter Zwischenlage einer entsprechenden
Lötmaske sind die Teile dichtend miteinander verlötet.
Auch bei den Ausführungsbeispielen, bei denen die Wärmetau
scherplatten erster Art 10′ bzw. 10′′ durch Teilverbundschicht
körper gebildet sind, ist der Wärmeübergang durch Wärmeüber
gangsrippen am luftbeaufschlagten Teil der Wärmetauscherplat
ten erster Art 10′ bzw. 10′′
verbessert. Hier sind die Wärmeübergangsrippen in Form von
quer ausgestellten Zungen 12 gebildet, die aus Wandungspar
tien der Wärmetauscherplatten erster Art 10′, 10′′ ausgeklinkt
sind. Und zwar werden diejenigen Wandungsteile hierzu be
nutzt, die zwischen den Rohren 6′, 6′′ liegen.
Das weitere in Fig. 8 dargestellte Ausführungsbeispiel eines
Wärmetauschers 1′′ zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus,
daß die beiden Wärmetauscherköpfe 4′′′, 5′′′ in Richtung des
Luftstromes 3 in zwei hintereinander liegende Sektionen 18
bzw. 19 unterteilt sind. Der obere Wärmetauscherkopf 4′′′
ist mit einem kälter als die Taupunkttemperatur der beauf
schlagten Luft temperierten Wärmeträgermedium, beispielswei
se mit einem flüssigen Kältemittel beaufschlagbar, während
der untere Wärmetauscherkopf 5′′′ mit einem wärmer als Raum
temperatur temperierten Wärmeträgermedium, beispielsweise mit
Heizwasser durchströmbar ist. In den Wärmetauscherplatten
zweiter Art 10′′′ sind jeweils zwei unabhängige Kanäle 9′′′ ge
bildet, die jeweils für sich mit Verbindungsleitungen 15 quer
untereinander verbunden sind. Dadurch sind die erwähnten un
abhängigen Sektionen 18 bzw. 19 innerhalb der Wärmetauscher
köpfe 4′′′ bzw. 5′′′ gebildet, von denen die eine Sektion 18
im Luftstrom 3 zunächst und die andere Sektion 19 im Luft
strom 3 zuhinterst liegt; beide Sektionen 18 und 19 sind
beim dargestellten Ausführungsbeispiel gleich groß.
Dank der Unterteilung der Wärmetauscherköpfe 4′′′ und 5′′′ in
zwei hintereinander liegende Sektionen 18 und 19 können diese
einzeln abgeschaltet werden, so daß isoliert nur eine der
Sektionen 18 und 19 und demgemäß der zugehörige Teil des
Rohrbündels 2′′′ für sich beaufschlagt werden kann. Eine sol
che Ausgestaltung des Wärmetauschers bzw. der Wärmetauscher
köpfe ist sinnvoll für das Trocknen feuchter Luft. Hierbei
werden die drei ersten im Luftstrom 3 liegenden Rohre 6′′′
der Wärmetauscherplatten erster Art 8′′′ gekühlt, indem dem
oberen Wärmetauscherkopf 4′′′ Kältemittel zugeführt wird,
wobei die hintere Sektion 19 dieses Wärmetauscherkopfes 4′′′
abgeschaltet ist und dementsprechend die drei hinteren Rohre
6′′′ der Wärmetauscherplatten erster Art 8′′′ nicht gekühlt
werden. Gleichzeitig wird jedoch der untere Wärmetauscherkopf
5′′′ im Bereich der hinteren Sektion 19 mit Heizwasser beauf
schlagt, wobei hier dessen vordere Sektion 18 stillgelegt
wird und lediglich die hinteren Rohre 6′′′ der Wärmetauscher
platten erster Art 8′′′ beheizt werden. Durch eine solche Be
triebsweise kann der durch den Wärmetauscher 1′′′ geförderten
Luft die Feuchtigkeit entzogen werden, indem diese an den
vorderen kalten Rohren 6′′′ kondensiert; anschließend wird die
abgekühlte Luft an den hinteren Rohren 6′′′ wieder auf nor
male Temperatur aufgeheizt, so daß die getrocknete Luft nor
male Raumtemperatur erhält bzw. behält.
Die Wirkungsweise der Wärmetauscher 1-1′′′ mit zwei Wärme
tauscherköpfen 4-4′′′ und 5-5′′′, die jedoch nicht in Sek
tionen unterteilt oder deren Sektionen 18 und 19 parallelge
schaltet sind, ist kurz folgende: Es ist lediglich ein ein
ziger der beiden Wärmetauscherköpfe 4-4′′′ bzw. 5-5′′′ gleich
zeitig beaufschlagt; bei Verwendung eines Wärmetauschers
nach Fig. 8 sind die beiden Sektionen 18 und 19 parallel ge
schaltet und ebenfalls nur einer der beiden Wärmetauscher
köpfe 4′′′ bzw. 5′′′ auf voller Breite beaufschlagt. Beim Hei
zen wird das in den Wärmerohrkanälen 7-7′′′ befindliche Me
dium unten verdampft, steigt in den Rohren 6-6′′′ auf, gibt
die Wärme über die Rohrwandung an den Luftstrom 3 ab und kon
densiert an der Rohrinnenseite; das Kondensat läuft durch
Schwerkrafteinfluß und/oder durch Kapillarwirkung einer ent
sprechenden Strukturierung der Rohrinnenseite zur beheizten
Stelle zurück, so daß sich der Kreislauf schließt. Beim
Kühlen des Luftstromes 3 wird selbstverständlich die Heiz
wasserzufuhr abgeschaltet und statt dessen zu verdampfendes
Kältemittel durch den oberen Wärmekopf 4-4′′′ geleitet. Bei
dieser Betriebsart wird das in den Wärmerohrkanälen 7-7′′′
befindliche Medium in den dem Luftstrom 3 ausgesetzten Rohren
6-6′′′ des Bündels 2-2′′′ verdampft, wobei der Luft Wärme ent
zogen wird. Das verdampfte Medium steigt im Rohrinnern auf
und kondensiert in den im oberen Wärmetauscherkopf 4-4′′′
befindlichen Abschnitten der Wärmerohrkanäle 7-7′′′, wobei
die aufgenommene Wärme an das Kältemittel überführt wird
und dieses verdampft. Das gebildete Kondensat läuft durch
Schwerkrafteinfluß und/oder durch Kapillarwirkung im Rohr
inneren nach unten in den Teil der Wärmerohrkanäle 7-7′′′,
die dem Luftstrom 3 ausgesetzt sind, wodurch sich ebenfalls
der Kreislauf wieder schließt. In jedem Fall ist die Konden
sationspartie der Wärmerohrkanäle 7-7′′′ in Schwerkraftrich
tung oberhalb der Verdampfungspartie angeordnet, so daß ein
Kondensatrückfluß durch Schwerkrafteinfluß begünstigt wird.
Dieses wirkt sich auf eine leistungsfähige Wärmeübertragung
günstig aus.
Claims (11)
1. Wärmetauscher mit einem quer von Luft beaufschlagbaren
Bündel parallel verlaufender, in einer oder mehreren gleich
langen in Luftströmungsrichtung parallel hintereinander
liegenden Reihen angeordneter metallener Rohre, die hermetisch
verschlossen und nach Art von Wärmerohren ausgebildet sind,
ferner mit wenigstens einem quer zum Rohrbündel sich er
streckenden, von einem Wärmeträgermedium durchströmbaren
metallenen Wärmetauscherkopf, der strömungsmäßig gegen die
Wärmerohrkanäle des Rohrbündels abgedichtet ist, aber in
wärmeübertragender Verbindung mit ihnen steht,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Wärmetauscher (1, 1′, 1′′, 1′′′) aus zweierlei Wärme
tauscherplatten erster (8, 8′, 8′′, 8′′′) und zweiter Art
(10, 10′, 10′′, 10′′′) besteht, die abwechselnd parallel zur
Luftströmungsrichtung (3) geschichtet im Bereich ihres
gegenseitigen Kontaktes wärmeleitend verlötet sind, wobei die
erste Art von Wärmetauscherplatten (8, 8′, 8′′, 8′′′) sich
über den Bereich des Wärmetauscherkopfes (4, 4′, 5, 5′) und
des Rohrbündels (2, 2′) erstreckt und die zweite Art (10, 10′,
10′′, 10′′′) auf den Bereich des Wärmetauscherkopfes (4, 4′,
5, 5′) beschränkt ist, so daß die Wärmetauscherplatten der
ersten Art (8, 8′, 8′′, 8′′′) im Bereich des Rohrbündels (2, 2′)
einen Freiraum zwischen sich zum Luftdurchtritt ein
schließen, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die als
Wärmerohrkanäle (7, 7′) des Rohrbündels (2, 2′) ausge
bildeten Rohre in den Wärmetauscherplatten der ersten Art
(8, 8′, 8′′, 8′′′) angeordnet sind und daß in den den Wärme
tauscherkopf (4, 4′, 5, 5′) bildenden Wärmetauscherplatten
der zweiten Art (10, 10′, 10′′, 10′′′) Kanäle (9, 9′) ge
bildet sind, die mit einem Zu- und Ablauf für das Wärme
trägermedium verbunden sind.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wärmetauscherplatten der ersten (8) und/oder der
zweiten Art (10) jeweils als Strangpreßprofil in Form
einer Stegdoppelplatte mit mehreren parallel neben
einander verlaufenden Kanälen ausgebildet sind.
3. Wärmetauscher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wärmetauscherplatten der ersten (8′, 8′′, 8′′′)
und/oder der zweiten Art (10′, 10′′, 10′′′ ) jeweils in Form
eines geblähten Teilverbundschichtkörpers gebildet sind.
4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der dem Luftstrom (3) ausgesetzte Teil der ersten
Wärmetauscherplatten (8, 8′, 8′′, 8′′′) mit Wärmeübergangs
rippen versehen ist.
5. Wärmetauscher nach Anspruch 2 und 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wärmeübergangsrippen in Form von spanartig aus
der Außenwandung abgeschälten und aufgestellten Bogen
rippen (11) gebildet sind.
6. Wärmetauscher nach Anspruch 3 und 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wärmeübergangsrippen in Form von quer ausge
stellten Zungen (12) gebildet sind, die aus den ungeblähten
Wandungspartien ausgeklinkt sind.
7. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Luftstrom (3) vorne liegende Wärmerohrkanäle
(7, 7′) getrennt sind von weiter hinten im Luftstrom (3)
liegenden Wärmerohrkanälen (7, 7′).
8. Wärmetauscher nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils der gleichen Reihe angehörende Wärmerohrkanäle
(7, 7′) verschiedener Wärmetauscherplatten (8, 8′, 8′′,
8′′′) untereinander verbunden sind.
9. Wärmetauscher nach Anspruch 8 mit als Strangpreßprofil aus
gebildeten Wärmetauscherplatten,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Querverbindung der Wärmetauscherplatten (8) durch
wenigstens ein Strangpreßprofil (14) erfolgt, wobei das
oder die quer verlaufende(n) Strangpreßprofil(e) (14)
an jeder Einmündungsstelle einer Wärmetauscherplatte (8)
quer angefräste, die Kanäle anschneidende und in ihrer Brei
te der Profilstärke entsprechenden Nuten (17) aufweist,
die jeweils mit den offenen Stirnseiten der Wärmetauscher
platten (8) bündig und dichtend verlötet sind.
10. Wärmetauscher nach Anspruch 8 mit als Teilverbund
schichtkörper ausgebildeten Wärmetauscherplatten,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Querverbindung der Wärmetauscherplatten (8′, 8′′,
8′′′) durch wenigstens ein Rohr (13) erfolgt, wobei das
oder die querverlaufende(n) Rohr(e) (13) und die Kante
der Teilverbundschichtkörper (8, 8′′, 8′′′) an den jeweili
gen Einmündungsstellen eingefräste Öffnungen aufweisen,
die dichtend miteinander verlötet sind.
11. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
gekennzeichnet durch
die Kombination folgender Merkmale:
- a) an beiden Enden des Rohrbündels (6, 6′) ist jeweils ein gesondert beaufschlagbarer Wärmetauscherkopf (4, 5, 4′, 5′) vorgesehen;
- b) die Wärmetauscherplatten zweiter Art (10, 10′, 10′′, 10′′′) sind alle in zwei unabhängige, jeweils gesondert mit nach außen führenden Zu- bzw. Ablaufanschlüssen versehene, in Luftströmungsrichtung gesehen hinter einanderliegende, vorzugsweise gleichgroße Sektionen (18, 19) unterteilt, die jeweils gesondert durch Ver bindungsleitungen (15) strömungsmäßig zusammengefaßt sind.
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