DE3229759A1

DE3229759A1 - Waermetauscher, insbesondere raumheizkoerper, und verfahren zur herstellung von dessen verteilrohr

Info

Publication number: DE3229759A1
Application number: DE19823229759
Authority: DE
Inventors: Harald Dr.-Ing. 7012 Fellbach Bitter; Franz 8359 Schöllnach Glöckle; Richard Dipl.-Ing. 8000 München Penkert; Gerhard 8355 Hengersberg Pfeffer
Original assignee: Schiedel GmbH and Co
Current assignee: Dirr Bauprofile 89312 Guenzburg De GmbH
Priority date: 1981-08-11
Filing date: 1982-08-10
Publication date: 1983-03-24
Also published as: DE3229759C2

Description

Wärmetauscher, insbesondere Raumheizkörper, und Verfahren
zur Herstellung von dessen Verteilrohr lt Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher, insbesondere Raumheizkörper, gemäß dem Gattungsbegriff von Anspruch 1. Bei derartigen Wärmetauschern erfolgt der Wärmetausch zwischen einem die Wärmetauschrohre durchströmenden, meist flüssigen, gegebenenfalls aber auch gasförmigen, z.B.
dampfförmigen, ersten Wärmetauschfluid und einem die äußere Verrippung der Wärmetauschrohre beaufschlagenden zweiten Wärmetauschfluid, bei Raumheizkörpern der Raumluft. Der Wärmetausch erfolgt dabei teils durch Wärmestrahlung, teils durch Konvektion. Raumheizkörper dieser Art sind auch als Radiatoren für Raumtemperierung bekannt. Verteilrohre dienen dazu, das erste Wärmetauschfluid den Wärmetauschrohren zuzuführen und/oder von diesen wieder abzuführen. Vorzugsweise wird der Wärmetauscher so angeordnet, daß die Wärmetauschrohre parallel zueinander vertikal verlaufen und oben und unten an je ein Verteilrohr angeschlossen sind.
Es ist bereits ein solcher Raumheizkörper mit einem oberen und einem unteren Verteilrohr und mit verrippten Wärmetauschrohren auf dem Markt, die nebeneinander jeweils mit einer Querschnittfläche an umfangsseitigausmündendeAbzweigungen des jeweiligen Verteilrohres angeschlossen sind, wobei eine Schweißverbindung zwischen einer Rippe des jeweiligen Wärmetauschrohres und einem sich längs des Verteilrohres erstreckenden abstehenden Fortsatz des jeweiligen Verteilrohres ausgebildet ist, und wobei sich eine Rippe des jeweiligen Wärmetauschrohres unter Überlappung mit dem Fortsatz parallel zu diesem erstreckt.
Das verrippte Wärmetauschrohr weist dabei ein Leitungsrohr für ein Wärmetauschfluid und eine wärmeleitende Verrippung des Leitungsrohres in Gestalt von Stegen auf, die eine sich längs der einen Seite des Leitungsrohres erstreckende Frontplatte sowie eine Steganordnung bilden, bei der ein rechtwinklig zur Frontplatte verlaufender zentraler Steg das Leitungsrohr mit der Längsmittellinie der Frontplatte und in äquidistanter Verlängerung an der anderen Seite des Leitungsrohres mit der Längsmittellinie einer zur Frontplatte paralleleX Sit ihr deckungsgleichen Rückplatte verbindet und einen Zwischensteg aufweist, der sich parallel zu Frontplatte und Rückplatte und rechtwinklig zum zentralen Steg von dem Leitungsrohr beidseitig über die ganze Erstrekkungsweite von Frontplatte und Rückplatte erstreckt (DE-OS 2 733 892 und DE-GM 79 23 708).
Bei dem bekannten Wärmetauscher verläuft die parallel mit dem Fortsatz verlaufende Rippe, nämlich der Zwischensteg, in der gemeinsamen Ebene der Achsen des Verteilrohres und der Wärmetauschrohre und greift in eine längs des Verteilrohres verlaufende Nut ein. Im Verteilrohr sind zu beiden Seiten des Zwischenstegs zwei längs des Verteilrohres durchlaufende Fortsätze vorgesehen. Diese greifen jeweils in eine Nut an je einer rechtwinklig zur Erstreckungsrichtung des Verteilrohres verlaufenden Rippe, nämlich des zentralen Stegs, jedes Wärmetauschrohres ein. Von der Seite des Verteilrohres aus ist jeweils dieser Nuteingriff außenseitig verschweißt, wofür aufwendige Lichtbogentechnik vorzusehen ist. Ferner behindern die abstehenden Fortsätze an den Verteilrohren die konvektive Wärmeabgabe durch Querschnittsverengung der Konvektionsschächte. Wenn der Wärmetauscher von oben einblickbar ist, ergibt sich dabei auch ein unansehnlicher Anblick des Aufbaus infolge der breitflächig verlaufenden Schweißstelle. Ferner ist diese Art der Verschweißung dann aufwendig, wenn Verteilrohre an beiden Enden der Wärmetauschrohre angeschweißt werden müssen und daher beim Verschweißen entweder von beiden Stirnseiten der Wärmetauschrohre her geschweißt werden muß oder das Schweißen in zwei Etappen vorgenommen werden muß, wobei der Wärmetauscher zwischen den Etappen um 1800 zu drehen ist.
Von der Rückseite aus ist bei diesem bekannten Wärmetauscher keine Zugänglichkeit für Schweißarbeiten infolge des Vorhandenseins der geschlossenen Rückplatte gegeben.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ohne Einbuße der Qualität der Verbindung, insbesondere auch Schweißverbindung, zwischen Verteilrohr(en) und Wärmetauschrohren eine solche Anordnung vorzusehen, bei der zum Zusammenbau des Wärmetauschers auch mit zwei Verteilrohren nur von einer Seite her gearbeitet, z.B. geschweißt zu werden braucht, und die erforderlichen Verbindungsstellen in einem ästhetisch unbedenklichen Bereich vorgesehen sind.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einem gattungsgemäßen Wärmetauscher gemäß dem Kennzeichen von Anspruch 1 gelöst. Die Erfindung macht dabei den schon beim gattungsgemäßen Wärmetauscher vorhandenen Zwischensteg am Wärmetauschrohr für die Verbindung nutzbar. Dabei wird es entbehrlich, am Verteilrohr zwei parallele Fortsätze auszubilden; vielmehr kann man mit einem einzigen Fortsatz pro Wärmetauschrohr auskommen, der sich zur Schaffung der Verbindung hinreichend nahe neben dem Zwischensteg am Wärmetauschrohr befindet. Da ferner nach der Erfindung in an sich bekannter Weise (vgl. DE-OS 24 12 735 oder auch FR-OS 2 137 058) die Steganordnung zu der der Frontplatte entgegengesetzten Seite des Leitungsrohres hin offen ist, te we'se also keine oder nur eine ec ende Rückplatte vorhanden ist, und dadurch die Verbindung von der Rückseite des Wärmetauschers aus hergestellt werden kann, erübrigt es sich auch bei Wärmetauschern mit Verteilrohren an beiden wirksamen Enden der Wärmetauschrohre, von verschiedener Seite her die Verbindung herstellen zu müssen. Dabei kann man im Grenzfall sogar mit einer einzigen Verbindungsstelle an der Verbindung Wärmetauschrohr-Verteilrohr auskommen.
Da nach der Erfindung ferner zwischen zwei hintereinander liegenden und nicht, wie im bekannten Fall, zwischen zwei einander kreuzenden Bauelementen eine Verbindung herzustellen ist, kann man mit einfacherer Verbindungstechnik, insbesondere Schweißtechnik, arbeiten, insbesondere auch weit verlaufene äußere Schweißstellen vermeiden. Die Verbindungsstellen lassen sich im übrigen im inneren Bereich des Wärmetauschers so anordnen, daß sie gegen äußere Betrachtung selbst dann weitgehend durch das Verteilrohr abgedeckt sind, wenn sich auf dem Wärmetauscher keine stirnseitige Verkleidung befindet.
Nach der Erfindung ist es bevorzugt, die Schweißstelle sowohl durch die Rippe als auch durch den Fortsatz hindurch auszubilden. Hierfür eignet sich besonders eine Nietverbindung gemäß Anspruch 2 oder die Ausbildung eines Schweißpunktes gemäß Anspruch 3.
Wie im Falle des gattungsgemäßen Wärmetauschers kann jedes Wärmetauschrohr mit einem Zwischensteg versehen sein, der im wesentlichen längs einer gedachten gemeinsamen Ebene der Achsen der Wärmetauschrohre verläuft. Anders als bei dem bekannten Wärmetauscher ist dabei jedoch dieser Zwischensteg die Rippe, die für die Verbindung nutzbar gemacht wird.
Bei dem bekannten gattungsgemäßen Wärmetauscher beschreibt die gedachte Ebene die Mittelebene des Zwischenstegs. Nach der Erfindung ist stattdessen vorzugsweise vorgesehen, daß die gedachte Ebene eine Grenzfläche von Zwischensteg und Fortsatz beschreibt. Diese Grenzfläche kann eine Anlagefläche sein. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch allgemein auch möglich, wenn auch nicht im gleichen Maße bevorzugt, daß zwischen Zwischensteg und Fortsatz etwas Abstand verbleibt, solange eine einwandfreie Verbindung, insbesondere Verschweißung, möglich ist. Die Technologien, die dies ermöglichen, sind an sich bekannt und bedürfen hier keiner näheren Erläuterungen.
Die genannte Anordnung der Grenzfläche hat den Vorteil, daß die wirksame Beanspruchungsfläche der Verbindung in der gemeinsamen Ebene der Achsen der Wärmetauschrohre und des Verteilrohres bzw. der Verteilrohre liegt und so unerwünschte Drehmomentbeanspruchungen der Verbindungsstellen minimal gehalten oder gar gänzlich vermieden werden können.
Statt einer ständig offenen Ausbildung der Steganordnung an der der Frontplatte abgewandten Seite des Leitungsrohres oder einer solchen zur teilweise offenen Ausbildung, bei der Aussparungen einer Rückplattenanordnung vorgesehen sind, die einen Eingriff eines Verbindungswerkzeugs, z.B. einer Schweißeinrichtung gestatten, kann man gegebenenfalls auch die Möglichkeit wählen, eine derartige Rückplatte vom übrigen Wärmetauschrohr abnehmbar auszubilden (vgl. hierzu auch DE-OS 23 14 159) oder die Rückplatte mit schließbaren Aussparungen zu versehen.
Zur Verbindung des Zwischensteges am Wärmetauschrohr mit dem Fortsatz am Verteilrohr ist es zweckmäßig, wenn die die Verschweißungsebene oder sonstige Verbindungsebene definierende Grenzfläche, welche mit der gedachten gemeinsamen Ebene der Achsen der Wärmetauschrohre und damit meist auch der Achse des Verteilrohres zusammenfällt, die der Frontplatte abgewandte Seitenfläche des Zwischenstegs des jeweiligen Wärmetauschrohres ist.
Es ist nicht erforderlich, daß zum Ausführen der Erfindung das Verteilrohr oder die Verteilrohre auf die freien Enden der Wärmetauschrohre aufgelegt ist bzw. sind. Vielmehr kann man in an sich bekannter Weise auch im Rahmen der Erfindung die an die Abzweigungen des Verteilrohres anschließenden Querschnittflächen der Wärmetauschrohre relativ zu deren benachbarten Stirnflächen derart zurücksetzen, daß das Verteilrohr in den Enden der Wärmetauschrohre eingebettet verläuft. Bekannte Vorbilder zeigen dabei sowohl die Möglichkeit, in den Stirnseiten der Wärmetauschrohre einen offenen Schlitz vorzusehen, in den das Verteilrohr in Achsrichtung der Wärmetauschrohre eingeschoben wird, oder auch die Möglichkeit, an den Enden der Wärmetauschrohre geschlossene Ausnehmungen auszubilden, in die das Verteilrohr zunächst von der Seite her eingeschoben wird, ehe es mit seinen seitlichen Abzweigungen abgedichtet -auf freie Enden der Leitungsrohre der Wärmetauschrohre aufgelegt und dann fixiert wird. Zum Fixieren dient hier die im einzelnen besprochene Verbindung nach der Erfindung.
Um für den Fall, daß die Verbindung eine Schweißverbindung ist, eine hinsichtlich der Verdrehung des Verteilrohres zu den Wärmetauschrohren besonders verdrehsteife Schweißverbindung zu erhalten, sind die Merkmale von Anspruch 8 vorgesehen. Durch die Aufnahme des Zwischensteges des jeweiligen Wärmetauschrohres zwischen den beiden Lappen des Fortsatzes kann man das jeweilige Verteilrohr zu den jeweiligen Wärmetauschrohren bereits von vornherein verdrehsicher halten, so daß die Schweißverbindung nur noch Teilfunktionen der Gesamtverbindung übernehmen muß. Dabei kann man durch passende räumliche Zuordnung der miteinander zu verbindenden Teile der Schweißverbindung im Extremfall nur noch die Aufgabe zukommen lassen, eine Verschiebung des Verbindungsrohres in Achsrichtung der Wärmetauschrohre zu verhindern, während die anderen fünf Freiheitsgrade der Translation und der Rotation durch Formschluß festliegen können.
Wegen der beidseitigen Umfassung des Zwischenstegs des jeweiligen Wärmetauschrohres durch beide Lappen ist dabei hier die Anordnung gemäß Anspruch 9 zweckmäßig, um die Einwirkung etwa doch noch entstehender Torsionsmomente auf die Schweißverbindung minimal zu halten oder gar ganz auszuschalten.
Wenn gemäß Anspruch 10 sich der eine Lappen weniger weit vom Verteilrohr erstreckt als der andere, ist es zweckmäßig, die Schweißverbindung dann vom Rand des Lappens mit kleinerer Erstreckungsweite ausgehen zu lassen. Dadurch ist es nicht erforderlich, an der Seite des Lappens mit kleinerer Erstrekkung eine Durchschweißung durch diesen Lappen vorzunehmen, sondern es ist nur noch erforderlich, den Rand des Lappens in die Schweißung mit einzubeziehen. Dies erleichtert die Schweißarbeiten von einer Seite her, obwohl der Zwischensteg beidseitig von Lappen umgriffen ist.
Ferner ist dabei zu berücksichtigen, daß man Schweißzeit und Erwärmungsaufwand einspart, wenn man den Lappen nicht durchzuschweißen braucht. Dies gilt umso mehr bei Weiterbildung dieses Gedankens gemäß Anspruch 11, da es hierbei nicht mehr erforderlich ist, direkt durch das Material des Zwischenstegs hindurchzuschweißen. Dadurch erhält man im ganzen eine geringere Erwärmung der Schweißzone, eine bessere Begrenzung des Schweißbereichs, eine Vergleichmäßigung der Erwärmung der Lappen und des Zwischenstegs, eine Sichtkontrolle der Verschweißung des Lappens mit größerer Erstreckung vom Verbindungsrohr weg von der von der SchweiBseite abgewandten Seite her sowie eine Kontrolle der Güte der Verschweißung im Durchbrechungsbereich relativ zum Zwischensteg, wobei man zweckmäßig, aber nicht notwendig, mit einem Schweißzusatzmaterial arbeitet und dann im Sinne von Anspruch 12 die Querschnittsverringerung der Rippe im Bereich der Durchbrechung durch Zugabe von Schweißzusatzmaterial mehr oder minder vollständig durch Auffüllung wieder rückgängig machen kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Wärmetauscher läßt sich der Wärmeübergang zwischen innerem und äußerem Medium weiter günstig durch die Merkmale der Ansprüche 13 und/oder 14 gestalten, die an sich bekannt sind (siehe wiederum DE-OS 24 12 735 und FR-OS 2 137 058).
Bei neuzeitlichen Radiatoren für die Raumtemperierung besteht das Bestreben, z.B. aus Energiesparungsgründen die Betriebstemperatur des ersten Wärmetauschfluids möglichst niedrig anzusetzen, z.B. tpyischerweise bei 500C. Hierbei entsteht eine geringere Temperaturdifferenz gegenüber der Raumluft als bei älteren Raumheizkörpern, so daß schon deshalb das Bestreben besteht, den Strahlungsanteil möglichst hoch zu halten. Dies bietet auch bioklimatische Vorteile.
Ferner besteht das Bestreben, den Raumheizkörper möglichst wenig materialaufwendig, aber zugleich ohne deutliche Einbuße an Wirkungsgrad herstellen zu können.
Bei den schon erwähnten bekannten Wärmetauschern gemäß der FR-OS 2 137 058 oder, mit versetzter Anordnung der beiden Hälften der Frontplatte, der DE-OS 24 12 735 sind diese Ziele schon teilweise erfüllt.
So ist das Leitungsrohr der Profilrohre bereits nahe benachbart der dazugehörigen Frontplatte angeordnet. Dadurch ist der Wärmeleitverlust zwischen Leitungsrohr und Frontplatte klein und der Strahlungsanteil der Frontplatte hoch. Ferner ist ein guter Zugang für Konvektionsluft dadurch gegeben, daß das Profilrohr an der der Frontplatte abgewandten, also im Einbauzustand im allgemeinen einer Gebäudewand benachbarten Seite, offen ausgebildet ist und dadurch Konvektionsluft frei von hinten in das Wärmetauschrohr einströmen kann.
Bei dem bekannten gattungsgemäßen Profilrohr wird ferner von der Annahme ausgegangen, daß die Verrippung und damit der Wirkungsgrad optimal gewählt sind, da die die Verrippung bildenden Stege im wesentlichen sternförmig vom Leitungsrohr des Profilrohres abstehen und dadurch die Wärmeleitwege in der Verrippung minimal kurz sind. Die sternförmige Anordnung der Verrippung erfordert dabei eine relativ große Zahl von Verrippungsstegen.
Im Rahmen der Erfindung läßt sich jedoch das Verhältnis von Wirkungsgrad des Wärmetauschers zu Bauaufwand noch weiter optimieren.
Hierzu dienen zunächst die Merkmale gemäß dem Kennzeichen von Anspruch 15. Es wird dabei nur scheinbar ein Nachteil dadurch in Kauf genommen, daß der Wärmeleitweg zu den Seitenstegen der Steganordnung größer wird als bei den genannten bekannten Wärmetauschern. Die Erfindung schafft nämlich eine Reihe längs der Frontplatte verteilter und zur entgegengesetzten Seite der Frontplatte, im allgemeinen also nach hinten, hin offener Fächer mit rechteckigem oder im wesentlichen rechteckigem Querschnitt, deren Weite also längs der Normalen auf der Frontplatte gleich oder im wesentlichen gleich ist.
Dies ermöglicht ein optimales Eindringen der Konvektionsluft von hinten in die Bereiche des Leitungsrohre der Wärmetauschrohre oder gar der Frontplatte. Ein Zugang von von hinten kommender Konvektionsluft zur Frontplatte ist jedoch bei den bekannten Wärmetauschern durch annähernd parallel zur Frontplatte verlaufende Seitenstege der Steganordnung weitgehend blockiert; soweit nach hinten offene Kammern zwischen den radial von dem Leitungsrohr abstehenden Stegen gebildet werden, nimmt der Querschnitt dieser Kammern in Richtung zum Leitungsrohr ständig ab, und das führt zu Zonen ruhender oder wenig umgewälzter Luft gerade in der Nachbarschaft des Leitungsrohres des jeweiligen Profilrohres.
Es hat sich gezeigt, daß man bei erfindungsgemäßen Wärmetauschern gemäß Anspruch 15 mit relativ großem Abstand zwischen den einzelnen rechtwinklig oder wenigstens annähernd rechtwinklig von der Frontplatte abgehenden Stegen der Steganordnung auskommen kann, so daß bei einer deutlichen Verbesserung früher erreichbarer Wirkungsgrade eine drastische Materialeinsparung möglich ist, beispielsweise um ca. 30 % gegenüber den besten von der Anmelderin früher hergestellten Radiatoren, die ihrerseits bisher schon als optimal auf dem Markt erschienen.
Es hat sich gezeigt, daß man optimale Ergebnisse erreicht, wenn bei vorgegebener Dicke des Wärmetauschrohres zwischen der Frontplatte und der entgegengesetzten offenen Seite der Steganordnung die Abstände der untereinander im wesentlichen parallel und rechtwinklig zur Frontplatte verlaufenden Stege einschließlich des zentralen Steges gleich sind. Optimale Wirkungsgrade haben sich bei den Bemessungen gemäß Anspruch 17 ergeben.
Es erscheint möglich, neben dem zentralen Steg - dder in denkbaren Abwandlungen auch einer vielfachen, z.B. zweifachen, Anordnung von zueinander parallelen zentralen Stegen, die alle vom Verteilrohr abgehen, - beidseitig davon jeweils nur einen einzigen weiteren Seitensteg vorzusehen. Bevorzugt ist die Anordnung von jeweils zwei derartigen Seitenstegen, während aber auch eine größere Zahl noch denkbar ist. Dann allerdings wird eine gewisse Leistungseinbuße durch übergroßen Leitungsweg vom Leitungsrohr zum am weitesten entfernten Seitensteg erkennbar.
Es lassen sich auch schon vorteilhafte Ergebnisse erreichen, wenn alle Seitenstege der Steganordnung sogar schon von der Frontplatte ausgehen (Anspruch 18). Es hat sich jedoch als besonders bevorzugt herausgestellt, wenigstens die Seitenstege, welche dem zentralen Steg benachbart sind, gemäß Anspruch 19 nicht von der Frontplatte, sondern nur vom Leitungsrohr ausgehen zu lassen und so bezüglich dieser Seitenstege den Wärmeleitweg auch im Rahmen der erfindungsgemäßen Konfiguration kurzzuhalten. Zur Schaffung von nach hinten offenen Wärmeleitkammern, die auch im Bereich des Verteilrohres nicht eingeengt sind, ist dabei die gattungsgemäß an sich bekannte Konfiguration gemäß Anspruch 20 bevorzugt.
Der Zwischensteg, der den zentralen Steg bzw. das Leitungsrohr mit den benachbarten Seitenstegen verbindet, hat minimale Länge bei großer Tiefe der Luftkammer, wenn die Konfiguration gemäß Anspruch 21 vorliegt.
Anspruch 22 beschreibt zweckmäßige Querschnitte der einzelnen Stege mit zunehmender Querschnittsstärke an den freien Enden der Stege in Richtung zum Wärmeleitrohr.
Anspruch 23 beschreibt eine vorteilhafte Anordnung im Grenzbereich benachbarter Wärmetauschrohre im Wärmetauscher, um einerseits auch zwischen benachbarten, das jeweilige Wärmetauschrohr bildenden Profilrohren eine im wesentlichen rechteckige und nach hinten offene Kammer ausbilden zu können und andererseits diese Kammer, die am weitesten entfernt von der Wärmequelle im Verteilrohr ist, durch zusätzliche Konvektion durch Spalte zwischen benachbarten Frontplatten noch stärker als die anderen Kammern zu belüften.
Gemäß Anspruch 24 ist das Profilrohr vorzugsweise stranggepreßt. Bevorzugtes Material ist Aluminium oder eine Aluminiumlegierung. Bewährt als Aluminiumlegierung hat sich AlMgSi 0,5.
Noch einen Schritt weiter bei der Optimierung von Wirkungsgrad und Bauaufwand kann man mit den Merkmalen von Anspruch 25 kommen. Es hat sich nämlich überraschenderweise gezeigt, daß bei der Dimensionierung des offenen Kanals ein scharfes Wirkungsgradmaximum besteht. Der seitlich offene Kanal des Profilrohrs zwischen Frontplatte und Zwischensteg bildet nämlich mit dem komplementären offenen Kanal an der anderen Seite des nächstfolgenden Profilrohres einen bis auf Anschlugfugen geschlossenen vertikalen Konvektionskanal. Es hat sich gezeigt, daß nur im Bereich des im Kennzeichen von Anspruch 25 genannten scharfen Maximums optimale Konvektionsverhältnisse in diesem Kanal vorliegen. Bei der Bestimmung der Bemessungsangaben ist dabei hinsichtlich der Breite des Kanals vom Abstand der beiden Längskanten der Frontplatte und hinsichtlich der Tiefe des Kanals vom Abstand der sich gegenüberliegenden Seitenflächen von Frontplatte und Zwischensteg auszugehen. Diese Werte lassen sich besonders exakt bestimmen, wenn die genannten sich gegenüberliegenden Flächen streng parallel zueinander verlaufen und somit ein Rechteckprofil des offenen Kanals bewirken. Die Bezugnahme auf die Breite der Frontplatte ist gegenüber einer auch möglichen Bezugnahme auf die Breite des Zwischensteges vorzuziehen, da der Zwischensteg meist etwas gegenüber der Frontplatte zurückgesetzt angeordnet wird. Auch soll diese Bemessungsangabe nicht von der Breitenausdehnung der Verbindung zwischen Frontplatte und Zwischensteg bzw. von Abmessungen des Leitungsrohres abhängig sein.
Besonders bevorzugt wird die in Anspruch 26 in zwei Stufen verfeinerte Bemessung.
Nach der DE-OS 24 12 735 bzw. der FR-OS 2 137 058 ist die Öffnung des offenen Kanals jeweils durch sich etwa rechtwinklig zur Frontplatte erstreckende kurze Seitenstege gedrosselt, die sowohl von der Frontplatte als auch von dem Zwischensteg ausgehen. Gemäß Anspruch 27 bevorzugt ist jedoch eine ungedrosselte Ausbildung, insbesondere der Art, daß sich ein rechteckförmiger Querschnitt des Kanals bis zu dessen offenem Ende fortsetzt und so die Strömung in dem von benachbarten Profilrohren gebildeten geschlossenen Kanal im Bereich des Kanalzentrums nicht eingeschnürt wird oder gar im Grenzfall im zwei parallele vertikale Teilströme zerlegt wird, denen dann nicht mehr genügend freier vertikaler Strömungsquerschnitt zur Verfügung steht.
Im Zusammenhang mit Anspruch 18 ist bereits ein Wärmetauscher angesprochen, bei dem vom Leitungsrohr bis zur offenen Rückseite der Stegwandung ein zentraler Steg verläuft und beidseitig von diesem je mindestens zwei Seitenstege über der Länge des zentralen Steges parallel zu diesem äquidistant verlaufen. Der zentrale Steg und die Seitenstege bilden dabei eine Rasteranordnung von gleichartigen, zur Rückseite der Steganordnung hin offenen Strömungskanälen. Für diesen Fall wurde zuvor in Betracht gezogen, daß der dem zentralen Steg beidseitig jeweils am weitesten entfernte Seitensteg nicht vom Zwischensteg, sondern von der Frontplatte ausgeht.
Dann ist jedoch kein offener Kanal zwischen Frontplatte und Zwischensteg im Sinne von Anspruch 25 mehr gegeben.
In Anpassung an die Lehre von Anspruch 25 ist daher gemäß Anspruch 28 vorgesehen, daß alle die genannten das Rastermaß bestimmenden Seitenstege von dem Zwischensteg ausgehen. Dies ist ohne merklichen erhöhten Bauaufwand möglich.
Die Ansprüche 25 bis 28 lassen auch Lösungen zu, bei denen das Leitungsrohr etwa auf dem halben Abstand zwischen Frontplatte und offenem Ende der Steganordnung, oder gar noch weiter von der Frontplatte entfernt, angeordnet ist.
Bereits bei dem gattungsgemäßen Wärmetauscher ist das Verteilrohr durch Strangpressen unter integraler Anformung eines kontinuierlich längs des Verteilrohres verlaufenden Fortsatz es hergestellt worden. Genauer gesagt sind zwei derartige mit gegenseitigem Abstand an einer Seite des Verteilrohres ausgebildete Fortsätze ausgebildet worden. Im Rahmen der Erfindung ist es nur noch erforderlich, einen derartigen Fortsatz vorzusehen. Bei dem bekannten Verteilrohr sind die beiden Fortsätze in bezug auf die Wärmetauschrohre exzentrisch angeordnet. Im Rahmen der Erfindung ist es zweckmäßiger, die Fortsätze mindestens weitgehend zentriert auf die gemeinsame Ebene der Wärmetauschrohre anzuordnen. Dann wird zweckmäßig dieser einzige Fortsatz mindestens zum Bereich der anzuschließenden Querschnittflächen der Wärmetauschrohre mindestens teilweise abgetragen. Vorzugsweise erfolgt dieses Abtragen zugleich mit der Ausbildung der Abzweigungen des Verteilrohres mit zwei Werkzeugen, einem Bohr- und einem Stanzwerkzeug, die längs des schrittweise vorgeschobenen Sammelrohres im Abstand benachbarter Wärmetauschrohre versetzt im Gleichtakt arbeiten.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 eine Stirnansicht eines ersten Profilrohres für Wärmetauscher, insbesondere Raumheizkörper; Fig. 2 eine Stirnansicht einer ersten Abwandlung des Profilrohres gemäß Fig. 1; Fig. 3 eine Stirnansicht eines mit einem der Profilrohre gemäß Fig. 1 oder 2 verbindbaren Sammelrohres; Fig. 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Sammelrohres gemäß Fig. 3; Fig, 5 einen Querschnitt durch einen Wärmetauscher, bei dem ein Profilrohr gemäß Fig. 1 mit einem Sammelrohr gemäß den Fig. 3 und 4 verbunden ist und der als Raumheizkörper dient; Fig. 6 eine Draufsicht auf den Wärmetauscher gemäß Fig. 5; Fig. 7a eine alternativ abgewandelte Darstellung von Fig. 1; Fig. 7b eine abgewandelte Darstellung der Ausführungsform von Fig. 5 in einem Zustand vor Herstellung der Schweißverbindung; Fig. 7c eine Ausschnittsdarstellung aus Fig. 7b in dem Zustand nach Herstellung der Schweißverbindung; Fig. 8 eine Stirnansicht eines ersten Profilrohres als Wärmetauscher für einen erfindungsgemäßen Wärmetauscher, insbesondere Raumheizkörper; Fig. 9 eine Stirnansicht einer ersten Abwandlung des Profilrohres gemäß Fig. 8; sowie Fig. 10 eine Stirnansicht einer zweiten Abwandlung des Profilrohres gemäß Fig. 8.
Die Profilrohre gemäß den Fig. 1 und 2 stimmen zunächst in folgendem überein: Ein Leitungsrohr 2 für ein Wärmetauschfluid, insbesondere Heizwasser oder Heizdampf, ist mit einer wärmeleitenden Verrrippung in Gestalt von Stegen oder Rippen versehen. Diese Stege bilden eine sich längs der einen Seite des Leitungsrohres 2 erstreckende ebene Frontplatte 4 sowie eine zur entgegengesetzten Seite des Leitungsrohres 2 hin offene Steganordnung 6.
Diese weist einen sich vom Leitungsrohr 2 aus erstreckenden und unter einem rechten Winkel zur Frontplatte 4 verlaufenden geraden zentralen Steg 8 auf, dessen Mittelebene durch die Achse des Leitungsrohres 2 hindurch verläuft und der unmittelbar aus dem Leitungsrohr 2 hervorgeht.
Je zwei gerade Seitenstege 10 und 12 erstrecken sich dabei zu beiden Seiten des zentralen Steges 8 parallel zu diesem und mit gleichen Abständen b untereinander.
Der zentrale Steg 8 sowie die Seitenstege 10 und 12 haben gleichen Abstand a zwischen der Frontplatte 4 und ihren freien Enden 14 auf der der Frontplatte 4 abgewandten Seite des Leitungsrohres 2; die freien Enden 14 liegen in einer zur Frontplatte 4 parallelen Ebene und beschreiben die offene Seite der Steganordnung 6.
Das Verhältnis a:b liegt im Bereich zwischen 10:1 und 2:1 und beträgt vorzugsweise etwa 3:1. Die Achse des Leitungsrohres 2 liegt in diesem vorzugsweisen Fall zweckmäßig etwa ein Drittel der Länge a von der Frontplatte 4 entfernt (vgl. die Bemessungen in den Fig. 1 bis 3). Der Außendurchmesser des Leitungsrohres 2 ist dabei zweckmäßig gleich oder etwas kleiner als der Abstand b der Stege untereinander.
Die Frontplatte 4 ragt beidseitig um etwas weniger als das halbe Maß b über den Seitensteg 12 hinaus, welcher von den Stegen 10, 12 dem zentralen Steg fernerliegt. Die an den Uberständen 16 der Frontplatte 4 relativ zum jeweils benachbarten Seitensteg 12 ausgebildeten Außenränder 18 der Frontplatte 4 verlaufen parallel zum Leitungsrohr 2.
Die Profilrohre der Fig. 1 bis 3 unterscheiden sich in folgendem: Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist das Leitungsrohr 2 über einen in der Ebene des zentralen Stegs 8 verlaufenden geraden Stegansatz-20 mit der Frontplatte verbunden. Die dem Leitungsrohr'2 benachbarten Seitenstege 10 erstrecken sich von ihren Enden 14 nur bis geringfügig über eine gedachte Ebene 22 hinaus, welche zur Frontplatte 4 parallel durch die Achse 24 des Leitungsrohres hindurch verläuft.
Diese gedachte Ebene 22 beschreibt dabei die der Frontplatte 4 abgewandte Seitenfläche 26 je eines Zwischenstegs 28, der unter einem rechten Winkel an die der Frontplatte 4 benachbarten Enden der Seitenstege 10 anschließt und als gerader Steg parallel zur Frontplatte 4 verläuft und direkt in die Wandung des Leitungsrohres 2 einmündet.
Der Stegansatz 20 hat eine größere Stärke als die Stärke der Stege 8, 10 und 12 sowie die Stärke der Frontplatte 4.
Vorzugsweise ist dabei die Stärke doppelt so groß oder größer als die Stärke der Stege der Steganordnung 6.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 1 zeigt Wärmeleitunasvorteile wegen der direkten Anbindung der dem zentralen Steg 8 benachbarten Seitenstege 10 an das Leitungsrohr 2.
Die Ausführungsform von Fig. 2 zeigt eine Variante der Ausfuhrungsform von Fig. 1. Bei dieser Variante ist der Stegansatz 20 unter Beibehaltung der Zwischenstege 28 durch geradlinige Verlängerungen 30 der dem zentralen Steg 8 benachbarten Seitenstege 10 bis in rechtwinklige Einmündung in die Frontplatte 4 ersetzt. Dabei wird zwischen der Frontplatte 4, den Verlängerungen 30, den Zwischenstegen 28 und dem Leitungsrohr 2 ein zusätzlicher rings umschlossener Xonvektionsschacht 32 gebildet.
Bei Verwendung solcher Profilrohre gemäß den Fig. 1 oder 2 inTRermetauschern für die Raumheizung verlaufen zweckmäßig Profilrohre der beschricbenen Art in mehrfacher Anordnung nebeneinander vertikal derart, daß zwischen ihren Frontplatten 4 jeweils ein kleiner Spalt verbleibt und die Kammer zwischen benachbarten Seitenstegen 12 benachbarter Wärmetauschrohre etwa den gleichen Querabstand b hat wie die Seitenstege der Steganordnung eines einzigen Profilrohres.
Die Steganordnung 6 weist dann zweckmäßig am oberen und am unteren Ende jedes Wärmetauschrohres entweder einen rechteckigen stirnseitigen Ausschnitt 34 oder eine entsprechende Ausnehmung auf, in welcher ein Verteilrohr 36 von oben bzw. von der Seite her eingeschoben werden kann. Derartige Verteilrohre 36 verlaufen horizontal parallel zur Oberkante bzw.
Unterkante 38 der Frontplatte 2. Wie dargestellt können die Verteilrohre einen zylindrischen Innenquerschnitt und eine quadratische - oder rechteckige - Außenform haben. Die der Steganordnung 6 zugewandte Außenseite des Verteilrohres 36 kann dabei auf dem Grund des Ausschnittes bzw. der Ausnehmung 34 plan aufliegen, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist.
Zweckmäßig vermeidet man dabei sonst eine Berührung des Verteilrohres 36 mit der Frontplatte 4 sowie den achsferneren Bereichen der Steganordnung entsprechend den in Fig. 5 eingezeichneten Abständen einerseits zur Frontplatte 4 und andererseits zum unausgeschnittenen Bereich des zentralen Steges 8 Die Auflagefläche der Steganordnung 6 ist mit 40 bezeichnet (Fig. 5), die Auflagefläche des Verteilrohres 36 auf dem jeweiligen Profilrohr ist mit 42 bezeichnet (Fig. 4). Man erkennt in Fig. 4, daß dabei das Verteilrohr 36 eine umfangsseitig ausmündende Abzweigung 44 aufweist, deren Achse mit der Achse 26 des als Wärmetauschrohr dienenden Profilrohres gemeinsam ist und dazu dient, die Kommunikation des Verteilrohres mit den Wärmetauschrohren herzustellen. An der der Stirnflache des jeweiligen Leitungsrohres 2 des Profilrohres gegenüberliegenden Fläche des Verteilrohres 36 ist eine Ringnut 46 zur Aufnahme eines nicht dargestellten Dichtungsringes au3gespart, der mit der planen Stirnfläche des Leitungsrohres 2 des anzuschließenden Profilrohres zusammenwirkt.
Wenn der Zusammenbau der Profilrohre mit den Verteilrohren erfolgt ist, dienen die Stege der Steganordnung 6 gemeinsam mit der Frontplatte 4 als Verrippung des Leitungsrohres 2.
Die einzelnen Stege können daher auch als Rippen bezeichnet werden.
Zur mechanischen Befestigung des Verteilrohres 36 am jeweils als Wärmetauschrohr 48 dienenden Profilrohr der Ausführungsform der Fig. 1 und analog der Fic. 2 dient ein Fortsatz 50, welcher von der dem XJärmetauschrohr 48 zugewandten Flachseite des Verteilrohres 36 rechtwinklig und geradlinig ausgeht. Aus der gestrichelten Darstellung von Fig. 4 kann man entnehmen, daß der Fortsatz 50 ursprünglich Teil eines kontinuierlich mit dem Verteilrohr 36 stranggepreßten Seitenstegteils 50a des Verteilrohres war und dessen nicht benötigte Bereiche ausgestanzt werden, so daß nur noch beidseitig der Abzweigung 44 des Verteilrohres 36 je ein Lappen des Fortsatzes 50 übrigbleibt.
Gemäß Fig. 3 läuft die eine Seitenfläche des flachen Fortsatzes 50 in einer gedachten Ebene, welche durch die Achse 52 des Verteilrohres 36 hindurch verläuft und im montierten Zustand mindestens annähernd mit der Seitenfläche 26 der vo Zwischensteg 28 gebildeten Rippe des Wärmetauschrohres zusammenfällt. Dies ermöglicht es, die beiden Lappen des Fortsatzes 50 und den Zwischensteg 28 der Profilform gemäß Fig. 1 (dargestellt) oder Fig. 2 unmittelbar nebeneinander in der Vertikalebene 26 anzuordnen und von der offenen Seite der Steganordnung 6 zu verbinden. Als sowohl den Fortsatz 50 als auch den Zwischensteg 28 durchdringendes Verbindungsmittel ist in Fig. 5 ein punktartiges Verbindungsmittel 54 dargestellt, welches eine Niete, eine Punktschweißung oder eine sonstige Verbindung, auch Schweißung anderer Art, sein kann. Aus Symmetriegründen ist es zweckmäßig, wenn jedes Verteilrohr 36 mit beiden Zwischenstegen 26 jeweils durch einen eigenen Lappen des Fortsatzes 50 und je eine punktartige Verbindungsstelle 54 verbunden ist. Die Achse 56 des jeweiligen Verbindungsmittels ist in Fig. 1 sowie in Fig. 5 eingezeichnet und entsprechend in Fig. 2 zu denken.
Bei der abgewandelten Ausführungsform gemäß Fig. 7c stimmt mit Fig. 1 zunächst folgendes überein: Ein Leitungsrohr 2 für ein Wärmetauschfluid, insbesondere Heizwasser oder Heizdampf, ist mit einer wärmeleitenden Verrippung in Gestalt von Stegen oder Rippen versehen. Diese Stege bilden eine sich längs der einen Seite des Leitungsrohres 2 erstreckende ebene Frontplatte 4 sowie eine zur entgegengesetzten Seite des Leitungsrohres 2 hin offene Steganordnung 6. Diese weist einen sich vom Leitungsrohr 2 aus erstreckenden und unter einem rechten Winkel zur Frontplatte 4 verlaufenden geraden zentralen Steg 8 auf, dessen Mittelebene durch die Achse des Leitungsrohres 2 hindurch verläuft und der unmittelbar aus dem Leitungsrohr 2 hervorgeht.
Je zwei gerade Seitenstege 10 und 12 erstrecken sich dabei zu beiden Seiten des zentralen Steges 8 parallel zu diesem und mit gleichen Abständen b untereinander.
Der zentrale Steg 8 sowie die Seitenstege 10 und 12 haben gleichen Abstand a zwischen der Frontplatte 4.und ihren freien Enden 14 auf der der Frontplatte 4 abgewandten Seite des Leitungsrohres 2; die freien Enden 14 liegen in einer zur Frontplatte 4 parallelen Ebene und beschreiben die offene Seite der Steganordnung 6.
Das Verhältnis a : b liegt im Bereich zwischen 10 : 1 und 2 : 1 und beträgt vorzugsweise etwa 3 : 1. Die Achse des Leitungsrohres 2 liegt in diesem vorzugsweisen Fall zweckmäßig etwa ein Drittel der Länge a von der Frontplatte 4 entfernt (vgl. die Bemessungen in Fig. 1). Der Außendurchmesser des Leitungsrohres 2 ist dabei zweckmäßig gleich oder etwas kleiner als der Abstand b der Stege untereinander.
Die Frontplatte 4 ragt beidseitig um etwas weniger als das halbe Maß b über den Seitensteg 12 hinaus, welcher von den Stegen 10, 12 dem zentralenStEg fernerliegt. Die an den Uberständen 16 der Frontplatte 4 relativ zum jeweils benachbarten Seitensteg 12 ausgebildeten Außenränder 18 der Frontplatte 4 verlaufen parallel zum Leitungsrohr 2.
Das Leitungsrohr 2 ist über einen in der Ebene des zentralen Steges 8 verlaufenden geraden Stegansatz 20 mit der Frontplatte verbunden. Die dem Leitungsrohr 2 benachbarten Seitenstege 10 erstrecken sich von ihren Enden 14 nur bis geringfügig über eine gedachte Ebene 22 hinaus, welche zur Frontplatte 4 parallel durch die Achse 24 des Leitungsrohres hindurch verläuft. Diese gedachte Ebene 22 beschreibt dabei die der Frontplatte 4 abgewandte Seitenfläche 26 je eines Zwischenstegs 28, der unter einem rechten Winkel an die der Frontplatte 4 benachbarten Enden der Seitenstege 10 anschließt und als gerader Steg parallel zur Frontplatte 4 verläuft und direkt in die Wandung des Leitungsrohres 2 einmündet.
Der Stegansatz 20hat eine größere Stärke als die Stärke der Stege 8, 10 und 12 sowie die Stärke der Frontplatte 4. Vorzugsweise ist dabei die Stärke doppelt so groß oder größer als die Stärke der Stege der Steganordnung 6.
Bei Verwendung solcher Profilrohre in Wärmetauschern für die Raumheizung verlaufen zweckmäßig Profilrohre der beschriebenen Art in mehrfacher Anordnung nebeneinander vertikal derart, daß zwischen ihren Frontplatten 4 jeweils ein kleiner Spalt verbleibt und die Kammer zwischen benachbarten Seitenstegen 12 benachbarter Wärmetauschrohre 48 etwa den gleichen Querabstand b hat wie die Seitenstege der Steganordnung eines einzigen Profilrohres.
Die Steganordnung 6 weist dann zweckmäßig am oberen und am unteren Ende jedes Wärmetauschrohres 48 entweder einen rechteckigen stirnseitigen Ausschnitt 34 oder eine entsprechende Ausnehmung auf, in welcher ein Verteilrohr 36 von oben bzw.
von der Seite her eingeschoben werden kann. Derartige Verteilrohre 36 verlaufen horizontal parallel zur Oberkante 38 bzw.
Unterkante der Frontplatte 2. Wie dargestellt, können die Verteilrohre einen zylindrischen Innenquerschnitt und eine quadratische - oder rechteckige - Außenform haben. Die der Steganordnung 6 zugewandte Außenseite des Verteilrohres 36 kann dabei auf dem Grund 40 des Ausschnittes bzw. der Ausnehmung 34 plan aufliegen, wie dies in Fig. 7b dargestellt ist.
Zweckmäßig vermeidet man dabei sonst eine Berührung des Verteilrohres 36 mit der Frontplatte 4 sowie den achsferneren Bereichen der Steganordnung entsprechend den in Fig. ib eingezeichneten Abständen einerseits zur Frontplatte 4 und andererseits zum unausgeschnittenen Bereich des zentralen Steges 8.
Wenn der Zusammenbau der Profilrohre mit den Verteilrohren erfolgt ist, dienen die Stege der Steganordnung 6 gemeinsam mit der Frontplatte 4 als Verrippung des Leitungsrohres 2.
Die einzelnen Stege können daher auch als Rippen bezeichnet werden.
Zur mechanischen Befestigung des Verteilrohres 36 am jeweils als Wärmetauschrohr 48 dienenden Profilrohr dient ein Fortsatz 50, welcher von der dem Wärmetauschrohr 48 zugewandten Flachseite des Verteilrohres 36 rechtwinklig und geradlinig ausgeht.
Der Fortsatz 50 ist ursprünglich Teil eines kontinuierlich mit dem Verteilrohr 36 stranggepreßten Seitenstegteils des Verteilrohres, und dessen nicht benötigte Bereiche sind ausgestanzt, so daß nur noch beidseitig der Abzweigung 44 des Verteilrohres 36 je ein Lappen des Fortsatzes 50 übrigbleibt.
Die gezeigte Ausführungsform der -Fig. 7 hat folgende Besonderheiten: Der Fortsatz 50 ist in zwei zueinander parallele und längs des Verteilrohres 36 verlaufende Lappen 50a und 50b unterteilt, die zwischen sich einen ebenen Spalt bilden. Dessen Weite ist so bemessen, daß die Rippe 28 eines an das Verteilrohr 36 anzuschließenden Wärmetauschrohres 48 formschlüssig aufgenommen wird. Vorzugsweise, aber nicht notwendig, kommt dabei das freie Ende der Rippe 28 am rechteckigen Körper des Verteilrohres 36 zur Anlage. Eine gedachte Ebene 22, die sich parallel zur Frontplatte 4 durch die Achse 52 des als Verteilrohr dienenden Verbindungsrohres 36 erstreckt, bildet hierbei zugleich die gedachte Mittelebene der Rippe 28 bzw. des Spalts zwischen den beiden-vorzugsweise gleich dicken Lappen 50a und 50b des Fortsatzes 50.
Der der Frontplatte 4 benachbarte und zu ihr parallele Lappen 50a erstreckt sich weiter von dem Verteilrohr 36 fort als der näher zur offenen Seite der Steganordnung 6 gelegene Lappen 50b. Die Rippe weist eine Durchbrechung 58 auf, die von dem Lappen 50a überdeckt ist; der Lappen 50a erstreckt sich dabei noch weiter vom Verteilrohr 36 fort, als die Durchbrechung 58 der Rippe 28 reicht. Der andere Lappen 50b erstreckt sich nur teilweise, vorzugsweise bis zur Hälfte, über die Durchbrechung 58. Jedenfalls gilt diese Konfiguration im vormontierten Zustand gemäß Fig. 7 b.
Zur Verbindung des Verteilrohres 36 mit dem jeweiligen Wärmetauschrohr 48 wird der über die Durchbrechung 58 ragende Bereich des Lappens 50b von der offenen Seite der Steganordnung 6 aus in die Durchbrechung hinein geschweißt und mit der Rippe 28 sowie dem Lappen 50a verschweißt. Unter Hinzufügung von Schweißzusatzmaterial kann man dabei gemäß Fig. 7c eine knopfartige SchweiSverbindung 54 gewinnen, die an beiden Außenseiten der Lappen 50a und 50b etwas gewölbt hervorsteht, nur geringfügig größere Ausdehnung als die Durchbrechung 58 hat, massiv ist und deren Achse 56 mit der Achse 56 der Durchbrechung 58 zusammenfällt.
Die Lappen 50a und 50b verlaufen ebenso wie die Rippe 28 im vormontierten Zustand vertikal. Aus Symmetriegründen ist es zweckmäßig, wenn gemäß Fig. 7a je eine Durchbrechung 58 in den Rippen 28 zu beiden Seiten des Leitungsrohres 2 vorgesehen ist, dort entsprechend je zwei Lappen 50a und 50b angeordnet sind und entsprechend der obigen Darstellung zu beiden Seiten des Leitungsrohres 2 je eine Schweißverbindung 54 geschaffen ist.
Sinngemäß läßt sich die Verbindung auch bei abewandelten Formen der Steganordnung schaffen, solange der Rippe 28 äquivalente Rippen oder Stege vorhanden sind.
Die Profilrohre gemäß den Fig. 8 und 9 stimmen zunächst in folgendem überein: Ein Leitungsrohr 2 für ein Wärmetauschfluid, insbesondere Heizwasser oder Heizdampf, ist mit einer wärmeleitenden Verrippung in Gestalt von Stegen oder Rippen versehen. Diese Stege bilden eine sich längs der einen Seite des Leitungsrohres 2 erstreckende ebene Frontplatte 4 sowie eine zur entgegengesetzten Seite des Leitungsrohres 2 hin offene Steganordnung 6. Diese weist einen sich vom Leitungsrohr 2 aus erstreckenden und unter einem rechten Winkel zur Frontplatte 4 verlaufenden geradenzentralen Steg 8 auf, dessen Mittelebene durch die Achse des Leitungsrohres 2 hindurch verläuft und der unmittelbar aus dem Leitungsrohr 2 hervorgeht.
Je zwei gerade Seitenstege 10 und 12 erstrecken sich dabei zu beiden Seiten des zentralen Steges 8 parallel zu diesem und mit gleichen Abständen b untereinander.
Der zentrale Steg 8 sowie die Seitenstege 10 und 12 haben gleichen Abstand a zwischen der Frontplatte 4 und ihren freien Enden 14 auf der der Frontplatte 4 abgewandten Seite des Leitungsrohres 2; die freien Enden 14 liegen in einer zur Frontplatte 4 parallelen Ebene und beschreiben die offene Seite der Steganordnung 6.
Das Verhältnis a:b liegt im Bereich zwischen 10:1 und 2:1 und beträgt vorzugsweise etwa 3:1Die Achse des Leitungsrohres 2 liegt in diesem vorzugsweisen Fall zweckmäßig etwa ein Drittel der Länge a von der Frontplatte 4 entfernt (vgl.
die Bemessungen in den Fig. 8 und 9). Der Außendurchmesser des Leitungsrohres 2 ist dabei zweckmäßig gleich oder etwas kleiner als der Abstand b der Stege untereinander.
Die Frontplatte 4 ragt beidseitig um etwas weniger als das halbe Maß b über den Seitensteg 12 hinaus, welcher von den Stegen 10, 12 dem zentralen Steg fernerliegt. Die an den Überständen 16 der Frontplatte 4 relativ zum jeweils benachbarten Seitensteg 12 ausgebildeten Außenränder 18 der Frontplatte 4 verlaufen parallel zum Leitungsrohr 2.
Die Profilrohre der Fig. 8 und 9 unterscheiden sich in folgendem: Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8 ist das Leitungsrohr 2 über einen in der Ebene des zentralen Stegs 8 verlaufenden geraden Stegansatz 20 mit der Frontplatte verbunden. Nur die dem Leitungsrohr 2 fernen Seitenstege 12 gehen direkt von der Frontplatte 4 aus.
Die dem Leitungsrohr 2 benachbarten Seitenstege 10 erstrecken sich von ihren Enden 14 nur bis geringfügig über eine gedachte Ebene 22 hinaus, welche zur Frontplatte 4 parallel durch die Achse 24 des Leitungsrohres hindurch verläuft.
Diese gedachte Ebene 22 beschreibt dabei die der Frontplatte 4 abgewandte Seitenfläche 26 je eines Zwischenstegs 28, der unter einem rechten Winkel an die der Frontplatte 4 benachbarten Enden der Seitenstege 10 anschließt und als gerader Steg parallel zur Frontplatte 4 verläuft und direkt in die Wandung des Leitungsrohres 2 einmündet.
Der Stegansatz 20 hat eine größere Stärke als die Stärke der Stege 8, 10 und 12 sowie die Stärke der Frontplatte 4. Vorzugsweise ist dabei die Stärke doppelt so groß oder größer als die Stärke der Stege der Steganordnung 6.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 8 zeigt dabei Wärmeleitungsvorteile wegen der direkten Anbindung der dem zentralen Steg 8 benachbarten Seitenstege 10 an das Leitungsrohr 2 über die Zwischenstege 28.
Die Ausführungsform von Fig. 9 zeigt eine Variante der Ausführungsform von Fig. 8. Bei dieser Variante ist der Stegansatz 20 unter Beibehaltung der Zwischenstege 28 durch geradlinige Verlängerungen 30 der dem zentralen Steg 8 benachbarten Seitenstege 10 bis in rechtwinklige Einmündung in die Frontplatte 4 ersetzt. Dabei wird zwischen der Frontplatte 4, den Verlängerungen 30, den Zwischenstegen 28 und dem Leitungsrohr 2 ein zusätzlicher rings umschlossener Konvektionsschacht 32 gebildet.
Bei Verwendung solcher Profilrohre gemäß den Fig. 8 und 9 in Wärmetauschern für die Raumheizung verlaufen zweckmäßig Profilrohre der beschriebenen Art in mehrfacher Anordnung nebeneinander vertikal derart, daß zwischen ihren Frontplatten 4 jeweils ein kleiner Spalt verbleibt und die Kammer zwischen benachbarten Seitenstegen 12 benachbarter Wärmetauschrohre etwa den gleichen Querabstand b hat wie die Seitenstege der Steganordnung eines einzigen Profilrohres.
Die Steganordnung 6 weist dann zweckmäßig am oberen und am unteren Ende jedes Wärmetauschrohres entweder einen rechteckigen stirnseitigen Ausschnitt oder eine,;entsprechende Ausnehmung auf, in welcher ein Verteilrohr von oben bzw.
von der Seite her eingeschoben werden kann. Derartige Verteilrohre 36 verlaufen horizontal parallel zur Oberkante bzw.
Unterkante 38 der Frontplatte 2.
Es erscheint möglich, neben dem zentralen Steg - oder in denkbaren Abwandlungen auch einer vielfachen, z.B. zweifachen, Anordnung von zueinander parallelen zentralen Stegen, die alle vom Verteilrohr abgehen, - beidseitig davon jeweils nur einen einzigen weiteren Seitensteg 12 vorzusehen. Bevorzugt ist die Anordnung von jeweils zwei derartigen Seitenstegen 10 und 12, während aber auch eine größere Zahl noch denkbar ist. Dann allerdings wird eine gewisse Leistungseinbuße durch übergroßen Leitungsweg vom Leitungsrohr zum am weitesten entfernten Seitensteg erkennbar.
Der Zwischensteg 28 dient dabei jeweils für eine Verbindung, insbesondere Schweiß- oder Nietverbindung, mit einem nahe benachbart überlappenden Fortsatz des mit den Profilrohren kommunizierenden Verteilrohres. Dies wird dadurch begünstigt, daß die Schweißwerkzeuge von der offenen Seite der Steganordnung der Profilrohre leicht eingeführt werden können.
Insbesondere für den Fall einer solchen Schweißverbindung ist dabei eine Konfiguration der Steganordnung vorteilhaft, bei der die gedachte Parallelebene 26 die eine Seitenfläche des Zwischensteges 28, vorzugsweise die der Frontplatte 4 abgewandte Seitenfläche, beschreibt, denn dann verläuft die Trennebene zwischen den zu verschweißenden beiden Elementen gerade durch die Rohrachsen der Verteilrohre und somit wirken infolge der Verschweißung keine unerwünschten Drehmomente auf die Verteilrohre ein.
Für das Profilrohr gemäß Fig. 10 gilt folgendes: Das Leitungsrohr 2 für ein Wärmetauschfluid, insbesondere Heizwasser oder Heizdampf, ist mit einer wärmeleitenden Verrippung in Gestalt von Stegen oder Rippen versehen. Diese Stege bilden eine sich längs der einen Seite des Leitungsrohres 2 erstreckende ebene Frontplatte 4 sowie eine zur entgegengesetzten Seite des Leitungsrohres 2 hin offene Steganordnung 6. Diese weist einen sich vom Leitungsrohr 2 aus erstreckenden und unter einem rechten Winkel zur Frontplatte 4 verlaufenden geraden zentralen Steg 8 auf, dessen Mittelebene durch die Achse des Leitungsrohres 2 hindurch verläuft und der unmittelbar aus dem Leitungsrohr 2 hervorgeht.
Je zwei gerade Seitenstege 10 und 12 erstrecken sich zu beiden Seiten des zentralen Steges 8 parallel zu diesem und mit gleichen Abständen b untereinander, wobei die Abstände zwischen den einander zugewandten Seitenflächen gemessen sind.
Die freien Enden 13 des zentralen Steges 8 sowie der Seitenstege 10 und 12 liegen in einer gemeinsamen Ebene, welche die Rückseite der offenen Steganordnung 6 beschreibt.
Die entgegengesetzten Enden der Seitenstege 10 und 12 gehen im wesentlichen rechtwinklig in einen Zwischensteg 28 über, der sich geradlinig parallel zur Frontplatte 4 mit Abstand zu dieser erstreckt und zu beiden Seiten des Leitungsrohres 4 von diesem ausgeht. Dabei verläuft eine gedachte Ebene, welche mit der der offenen Seite der Steganordnung 6 zugewandten Seitenfläche des Zwischenstegs 28 zusammenfällt, durch die Achse 24 des geraden Leitungsrohres 2 hindurch.
Der Abstand zwischen den beiden zur Frontplatte 4 senkrechten äußeren Seitenflächen 11 der äußeren Seitenstege 12 ist mit c bezeichnet. Das Rastermaß der Steganordnung 6 beträgt demnach c/4. Um auch zwischen den Seitenflächen 11 benachbarter Profilrohre weitere nach hinten offene Strömungskanäle im gleichen Rastermaß bilden zu können, steht die jeweilige seitliche Längskante 18 der Frontplatte seitlich gegenüber der benachbarten Seitenfläche 11 um das Maß c/8 (oder b/2) über. Eine gewisse Unbestimmtheit ist dabei lediglich dadurch gegeben, ob man zwischen den Kanten 18 benachbarter Frontplatten 4 noch einen mehr oder minder großen Spalt vorsehen will oder nicht. Eine Berührung wird zweckmäßig nicht vorgesehen, um nicht durch relativ unterschiedliche thermische Dehnungen Knackgeräusche zu erzeugen. Wenn man überhaupt keinen Abstand haben will, kann man in bekannter Weise mit Abstand überlappungen vorsehen.
Im Bereich ihrer Längsmittelebene ist die Frontplatte 4 durch einen Stegansatz 20 mit der dem zentralen Steg 8 abgewandten Mantellinie des Leitungsrohres 4 verbunden. Ebenso wie alle anderen Stege ist auch der Stegansatz 20 geradlinig, so daß nur das Leitungsrohr 2 rund ausgebildet ist, aber alle Stege mehr oder minder starke ebene Lamellen bilden. Aus Wärmeübertragungsgründen zwischen Leitungsrohr 2 und Frontplatte 4 ist dabei der Stegansatz 20 relativ zu den anderen Stegen besonders stark ausgebildet.
Zwischen der Frontplatte 4 und dem Zwischensteg 28 ist beidseitig des Stegansatzes 20 je ein gleich dimensionierter Kanal 60 ausgebildet, der mit Ausnahme des an das Leitungsrohr 2 angrenzenden Eckbereichs streng rechteckförmigen Querschnitt hat.-1Dieser.Kanal ist durch den Stegansatz 20 innen im Profilrohr abgeschlossen, aber zwischen dem äußeren Längsrand 18 der Frontplatte 4 und der Kante 9, an der die dem Kanal 60 zugewandte Seitenfläche 23 des Zwischenstegs 28 in die äußere Seitenfläche 11 des äußeren Seitenstegs 12 übergeht, ungedrosselt offen und bildet dort einen wiederum rechteckförmigen offenen Kanalausgang.
Dabei erstreckt sich, wie schon erwähnt wurde, der Zwischensteg 28, bis auf den erwähnten relativ geringen Uberstand c/8 bzw. b/2 der Frontplatte 4, im wesentlichen ebenso weit wie die Frontplatte 4 vom Stegansatz 2 weg.
Das Abstandsmaß zwischen den beiden Längsrändern 18 der Frontplatte ist mit e bezeichnet. Der lichte Abstand zwischen der dem Kanal 60 zugewandten Seitenfläche 5 der Frontplatte 4 und der ebenfalls dem Kanal 60 zugewandten Seitenfläche 23 des Zwischenstegs 28 ist mit f bezeichnet.
Der lichte Abstand zwischen der dem Kanal 60 zugewandten Seitenfläche 5 der Frontplatte 4 und einer zur Frontplatte parallelen gedachten Ebene durch die freien Enden 13 der rechtwinklig zur Frontplatte 4 verlaufenden Stege 8, 10 und 12 der Steganordnung 6 ist mit a bezeichnet und beschreibt die Tiefe des Profilrohres hinter der Frontplatte.
Wie auch im Fall der Ausführungsformen gemäß Fig. 8 und 9 erstrecken sich alle Stege 8, 10 und 12 von ihren freien Enden 13 aus auch bei im Rahmen von Anspruch 25 abgewandelten Profilausbildungen zweckmäßig parallel zueinander bis in den Bereich der Tiefe des Leitungsrohres 2 hinter der Frontplatte 4 oder wenigstens über das aß 2' wobei dabei vorzugsweise die Achse 24 des Leitungsrohres 2 näher an der Frontplatte 4 als an der von den freien Enden 13 der Steganordnung6 beschriebenen Ebene am offenen Ende der Steganordnung 6 liegt.

Claims

Wärmetauscher, insbesondere Raumheizkörper, und Verfahren zur Herstellung von dessen Verteilrohr Patent ansprüche Wärmetauscher, insbesondere Raumheizkörper, mit mindestens einem Verteilrohr und mit Wärmetauschrohren, die nebeneinander jeweils mit einer Querschnittfläche an umfangsseitig ausmündende Abzweigungen des Verteilrohres angeschlossen sind, und ein Leitungsrohr für ein Wärmetauschfluid und eine wärmeleitende Verrippung des Leitungsrohres in Gestalt von Stegen aufweisen, die eine sich längs der einen Seite des Leitungsrohres erstreckende Frontplatte sowie eine Steganordnung bilden, die einen sich vom Leitungsrohr aus erstreckenden und unter einem rechten Winkel zur Frontplatte verlaufenden zentralen Steg und mindestens einen Zwischensteg aufweist, der vom Leitungsrohr quer zum zentralen Steg ausgeht, wobei eine Verbindung, insbesondere Schweißverbindung, zwischen einer Rippe des jeweiligen Wärmetauschrohres und einem sich längs des Verteilrohres erstreckenden abstehenden Fortsatz des Verteilrohres ausgebildet ist, und wobei sich mindestens ein Zwischensteg des jeweiligen Wärmetauschrohres unter Uberlappung mit dem Fortsatz parallel zu diesem erstreckt, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die Steganordnung (6) zu der der Frontplatte (4) entgegengesetzten Seite des Leitungsrohres (2) hin offen ist, und daß eine Verbindung des Fortsatzes (50) mit einem Zwischensteg (28) des jeweiligen Wärmetauschrohres (48) vorgesehen ist.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung als Nietverbindung (54) ausgebildet ist, die sich sowohl durch den Zwischensteg (28) als auch durch den Fortsatz (50) hindurch erstreckt (Fig. 6).
3. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung als 'Schweißpunkt ausgebildet ist.
4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischensteg (28) im wesentlichen längs einer gedachten gemeinsamen Ebene der Achsen (24) der Wärmetauschrohre (48) verläuft.
5. Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gedachte Ebene eine Grenzfläche (26) von Zwischensteg (28) und Fortsatz (50) beschreibt.
6. Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzfläche (26) die der Frontplatte (4) abgewandte Seitenfläche des Zwischenstegs (28) des jeweiligen Wärmetauschrohres (48) ist.
7. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Abzweigungen (44) des Verteilrohres (36) anschließenden Querschnittflächen (40) der Wärmetauschrohre (48) relativ zu deren benachbarten Stirnflächen derart zurückgesetzt (Aus- oder Einschnitte 34) sind, daß das Verteilrohr (36) in den Enden der Wärmetauschrohre eingebettet verläuft.
8. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Fortsatz (50) zwei Lappen (50a, 50b) aufweist, die zwischen sich den Zwischensteg (28) des jeweiligen Wärmetauschrohres (48) aufnehmen, und daß die Schweißverbindung (54) die beiden Lappen (50a, 50b) durch den Zwischensteg (28) hindurch verbindet.
9. Wärmetauscher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die gedachte Mittelebene (22) des Zwischenstegs (28) sich durch die Achse (52) des Verteilrohres (36) erstreckt.
10. Wärmetauscher nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lappen (50a, 50b) unterschiedliche Erstrekkungsweite vom Verteilrohr (36) fort haben und daß die Schweißverbindung (54) vom Rand des Lappens (50a) mit kleinerer Erstreckungsweite ausgeht.
11. Wärmetauscher nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischensteg (28) mit einer Durchbrechung (56) versehen ist, die von dem einen Lappen (50a) überdeckt ist und über die der andere Lappen (5 Ob) nur teilweise hinwegreicht, und daß der über die Durchbrechung (56) ragende Bereich des letztgenannten Lappens (5 Ob) in die Durchbrechung hinein geschweißt und mit dem erstgenannten Lappen (50a) verschweißt ist.
12. Wärmetauscher nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechung (56) mit Schweißzusatzmaterial aufgefüllt ist.
13. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungsrohr (2) näher an der Frontplatte (4) als an der offenen Seite der Steganordnung (6) angeordnet ist.
14. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steganordnung (2) mindestens einen Seitensteg (10, 12) aufweist, der sich von der offenen Seite der Steganordnung (6) in Richtung zur Frontplatte (4) erstreckt.
15. Wärmetauscher nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zum zentralen Steg (8) parallele Erstreckung des jeweiligen Seitenstegs (16, 12) mindestens bis in die das Leitungsrohr (2) enthaltende und zur Frontplatte (4) parallele Zone reicht.
16. Wärmetauscher nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände (b) zwischen den unter einem rechten Winkel zur Frontplatte (4) verlaufenden Stegen (8, 10, 12) gleich sind:
17. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis a:b des Abstandes (a) zwischen der Frontplatte (4) und der offenen Seite (bei 14) der Steganordnung (6) zum Abstand (b) zwischen den unter einem rechten Winkel zur Frontplatte verlaufenden Stegen (8, 10, 12) im Bereich zwischen 10:1 und 2:1 liegt, vorzugsweise etwa 3:1 beträgt.
18. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten des zentralen Steges (8) mindestens je ein Seitensteg, vorzugsweise je zwei Seitenstege, (12; in Fig. 2 und 3 auch 10) von der Frontplatte (4) ausgeht.
19. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden dem zentralen Steg (8) beidseitig benachbarten Seitenstege (10) jeweils Verlängerungen des Zwischensteges (28) sind.
20. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischensteg (28) etwa parallel zur Frontplatte (4) verläuft.
21. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischensteg (28) wenigstens annähernd vom Schnittpunkt einer gedachten Parallelebene (26) zur Frontplatte (4) durch die Achse (24) des Leitungsrohres (2) mit der Wand des Leitungsrohres ausgeht.
22. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungsrohr (2) mit der Frontplatte (4) über einen Stegansatz (20) größerer Stärke als die Stärke der Stege (8, 10, 12) der Steganordnung (6) und die Stärke der Frontplatte (4) verbunden ist.
23. Wärmetauscher ach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Leitungsrohr (2) parallelen Außenränder (18) der Frontplatte (4) relativ zum benachbarten Seitensteg (12) überstehen (16), vorzugsweise um weniger als die Hälfte des Abstandes (b) zwischen den rechtwinklig zur Frontplatte (4) verlaufenden Stegen (8, 10, 12).
24. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Profilrohr stranggepreßt ist, vorzugsweise aus Al oder einer Al-Legierung, insbesondere AlMgSi 0,5.
25. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungsrohr (2) im Bereich der Längsmittellinie der Frontplatte (4) mit dieser wärmeleitend verbunden ist und der vom Leitungsrohr (2) ausgehende Zwischensteg (28) zwischen sich und der Frontplatte (4) einen im Bereich der Verbindung des Leitungsrohres (2) mit der Frontplatte (4) geschlossenen und an der gegenüberliegenden Seite offenen-Kanal (60) bildet, bei dem sich der Zwischensteg (28) und die Frontplatte (4) im wesentlichen ebenso weit von ihrer Verbindung weg erstrecken, und daß das Kanalverhältnis der Breite (e/2) des Kanals (60) zur Tiefe (f) des Kanals im Bereich zwischen etwa 1,2:1 bis etwa zu 1,6:1 liegt.
26. Wärmetauscher nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Kanalverhältnis zwischen etwa 1,25 und 1,35, vorzugsweise zwischen etwa 1,28 und 1,32, liegt.
27. Wärmetauscher nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß die offene Seite (zwischen 18 und 9) des Kanals (60) ungedrosselt ausgebildet ist.
28. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 14 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß vom Leitungsrohr (2) bis zur offenen Rückseite der Steganordnung (6) ein zentraler Steg (8) verläuft und beidseitig von diesem je mindestens zwei Seitenstege (10, 12) über der Länge des zentralen Steges parallel zu diesem äquidistant verlaufen und daß alle Seitenstege (10, 12) von ! ' dem Zwischensteg (28) ausgehen.
29. Verfahren zum Herstellen des Verteilrohres eines Wärmetauschers nach einem der Ansprüche 1 bis 28 durch Strangpressen unter integraler Anformung eines kontinuierlich längs des Verteilrohres verlaufenden Fortsatzes, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein einziger Fortsatz ausgebildet und dieser mindestens im Bereich der anzuschließenden Querschnittflächen der Wärmetauschrohre wenigstens teilweise abgetragen wird.
30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzweigungen des Verteilrohres zugleich mit dem Abtragen dessen Fortsatzes ausgebildet werden.