DE3815647A1 - Rundwaermetauscher, insbesondere fuer kaeltemittel von klimaanlagen - Google Patents
Rundwaermetauscher, insbesondere fuer kaeltemittel von klimaanlagenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Rundwärmetauscher nach dem
Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Rundwärmetauscher sind bekannt (CH-PS 5 30 607). Sie weisen den
Vorteil auf, daß sie raumsparend um ein Radialgebläse herum an
geordnet werden können. Nachteilig ist bei diesen bekannten
Bauarten, bei denen mehrere ringförmige Hohlkammern parallel
zueinander angeordnet werden, die jeweils durch gemeinsame Zu
und Abflußstutzen untereinander verbunden sind, daß der Her
stellungsaufwand verhältnismäßig groß ist.
Bekannt sind daher auch Rundwärmetauscher der eingangs genann
ten Art (Katalog Nr. 41-154 der Firma Modine vom März 1982, S.
2), bei denen ein durchgehendes Flachrohr jeweils in einzelnen
Lagen nahezu zu einem Ring gebogen wird, dessen Innen- und Au
ßenkanten jeweils auf Zylinderflächen liegen. Bei dieser Bauart
ist dieses Rohr innerhalb der Grenzen dieser Zylinderflächen in
eine axial versetzte Lage umgebogen und in entgegengesetzter
Richtung zurück zum ursprünglichen Rohranfang gewickelt, dort
erneut innerhalb der Zylinderflächen umgelenkt und im Gegensinn
zurückgeführt, so daß ein aus mehreren Lagen gebildeter Wärme
tauschkörper entsteht, zwischen dessen einzelne Lagen Wär
metauschrippen eingesetzt werden. Ein solcher Körper läßt sich
zwar einfacher als der eingangs erwähnte Rundwärmetauscher her
stellen, nachteilig ist aber, daß der Abstand zwischen den ein
zelnen Lagen nicht beliebig gewählt werden kann, sondern von
der Materialauswahl für das Flachrohr sowie von dessen geome
trischen Abmessungen abhängig ist. Das Umbiegen des Flachrohres
an den Übergangsstellen von einer axial zur anderen versetzten
Lage und der hier zu wählende Biegeradius ist bestimmend für
den Abstand der einzelnen Lagen. Nachteilig ist bei solchen
Bauarten auch, daß an diesen Umbiegestellen verhältnismäßig
große Strömungswiderstände für das an einem Ende dieses Flach
rohres zugeführte und am anderen Ende wieder austretende Wärme
tauschmedium auftreten. Nachteilig ist auch, daß jeweils im
Bereich dieser Umlenkstellen auf der zu den in Umfangsrichtung
gegenüberliegenden Umlenkstellen gelegenen Seite keine Wärme
tauschrippen angeordnet sein können, so daß die zwangsläufig
durch diese Bauart bedingte radiale Lücke nicht für den Wärme
austausch herangezogen werden kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
Rundwärmetauscher der eingangs genannten Art so auszubilden,
daß er bei einfacher Herstellungsweise einen besseren Wärmeaus
tausch ermöglicht.
Erreicht wird dies dadurch, daß bei einem Rundwärmetauscher der
eingangs genannten Art die kennzeichnenden Merkmale des Patent
anspruches 1 vorgesehen werden. Durch diese Ausgestaltung blei
ben keine radialen Lücken im Umfangsbereich des zylinderförmig
aufgebauten Wärmetauschkörpers bestehen. Die Wärmetauschrippen
zwischen den einzelnen Lagen können daher durchgehend angeord
net werden. Durch das wendelförmige Aufeinanderwickeln der ver
schiedenen Lagen ist auch eine einfache Herstellung möglich.
Vorteilhaft ist auch, daß abhängig von der Steigung der Wendel
die Abstände zwischen den einzelnen Lagen bestimmbar sind, so
daß keine Einschränkungen hinsichtlich der Höhe der einzuset
zenden Wärmetauschrippen gegeben sind. Vor allen Dingen aber
treten durch den gleichmäßigen, wendelförmigen Verlauf des
durchgehenden Flachrohres an keiner Stelle Strömungswiderstände
auf, die von den Strömungswiderständen im gesamten Rohrverlauf
abweichen. Drosselstellen, wie bei den bekannten Bauarten, wer
den dadurch vermieden. Die dadurch mögliche Durchströmung mit
größeren Mengen des Wärmetauschmittels führt zu einer intensi
veren Kühlung der radial durch die Wärmetauschrippen strömenden
Luft, wodurch auch die Wärmetauschleistung erhöht werden kann.
Schließlich weist der neue, wendelförmig aufgebaute Wärmetausch
körper auch den Vorteil auf, daß das in ihm strömende Medium
wegen der gleichmäßigen Zirkulation in einer Umlenkrichtung
Zentrifugalkräften unterworfen wird, die den neuen Wärmetau
scher besonders geeignet machen für den Einsatz für Kondensato
ren von Klimaanlagen. Durch die Trägheitswirkung nämlich kann
die an sich erwünschte Trennung zwischen flüssigen und gasför
migen Phasen erreicht werden, die einen besseren Wärmeübergang
ermöglicht.
Nach den Merkmalen der Unteransprüche 2 und 3 ergibt sich die
einfache Möglichkeit, die Wärmetauschrippen selbst ebenfalls
in Bandform auszubilden und sie zum Beispiel zusammen mit dem
Flachrohr in einer zylindrischen Form zu der Endform des Rund
wärmetauschers zu wickeln. Die Merkmale der Unteransprüche 4
und 5 führen zu einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform.
Die Merkmale der Ansprüche 6 und 7 bieten den Vorteil, daß der
zylindrische Rundwärmetauscher stirnseitig ebene Grundflächen
erhält, die senkrecht zur Zylinderachse stehen. Die Merkmale
der Ansprüche 8 und 9 umreißen eine Ausführungsform, die eine
Verdoppelung des durchströmten Wärmetauschmediums ohne Ver
größerung der Bauhöhe ermöglicht.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des erfindungsge
mäßen Rundwärmetauschers dargestellt, die im folgenden erläutert
werden. Es zeigen:
Fig. 1 einen erfindungsgemäß aufgebauten Rundwärmetauscher
mit einem gewickelten Metallband,
Fig. 2 einen Rundwärmetauscher ähnlich Fig. 1, jedoch aus
einem aus zwei parallelen Bändern aufgebauten
Metallband,
Fig. 3 einen Rundwärmetauscher, bei dem der Übergang von einer
Wickellage in die benachbarte nur in einem Teilumfangs
bereich erfolgt,
Fig. 4 einen Rundwärmetauscher ähnlich Fig. 3, bei dem jedoch
ein durchgehendes Wellrippenband mit eingewickelt ist
und
Fig. 5 eine doppelflutige Ausgestaltung eines Rundwärme
tauschers ähnlich Fig. 1.
In Fig. 1 ist ein Flachrohr (1), beispielsweise aus Aluminium
gezeigt, das eine Breite (b) und eine Höhe (h) aufweist. Dieses
Flachrohr (1) ist an einem seiner Enden mit einem Zulauf (2)
und am anderen Ende mit einem Auslauf (3) versehen und kann von
einem Wärmetauschmittel im Sinne der Pfeile (9) durchströmt
werden. Das Metallrohr (1) ist wie eine Wendelfeder wendelförmig
zu einer Zylinderform aufgewickelt und bildet einzelne Lagen
(4, 5, 6, 7), die im wesentlichen parallel zueinanderliegen und
die zu der nicht gezeigten Achse des zylindrischen Körpers eine
bestimmte Steigung aufweisen. Diese Steigung ist im Ausführungs
beispiel gleich groß gewählt. Die Abstände zwischen den einzel
nen Lagen (4, 5, 6, 7) sind daher ebenfalls gleich groß. In diese
Zwischenräume zwischen den einzelnen Lagen (4, 5, 6, 7) ist ein
Wellband (8) eingesetzt, das ebenfalls durchgehend ausgebildet
sein kann und in Wendelform mit dem Metallband (1) zusammen zur
Endform gewickelt wird. Dies kann beispielsweise innerhalb einer
zylindrischen Form geschehen, in die das Metallband (1) unter
Verbiegung quer zu seiner Breite (b) hereingewickelt wird,wobei
das Wellband (8) entweder gleich mit eingewickelt, oder in ei
nem zweiten Arbeitsgang in die vorgefertigte Wendel des Metall
bandes (1) eingesetzt wird. Der so geschaffene Körper kann dann
entweder noch in der zylindrischen Trommel, oder auch nach der
Entnahme zu dem gewünschten Rundwärmetauscher verlötet werden.
Der Rundwärmetauscher kann ein nicht gezeigtes Radialgebläse
umgeben, durch welches Luft im Sinne der Pfeile (10) radial
gleichmäßig nach außen gefördert wird, welche die Wellrippen (8)
durchströmt und dadurch die Wärmeabfuhr aus dem Wärmetauschmit
tel bewirkt, das im Sinne der Pfeile (9) innerhalb des Metall
rohres (1) strömt. Diese Ausführungsform hat sich als besonders
günstig für den Einsatz für Kondensatoren von Klimaanlagen er
wiesen. Das dann durch das Metallrohr (1) geführte Kältemittel,
das in den Einlauf (2) noch in Gasform oder in einer Mischform
aus gasförmigen und flüssigen Bestandteilen eintritt, wird, be
dingt durch die Zentrifugalwirkung bei der Durchströmung des
zylindrischen Körpers, in seine Phasen getrennt. Der Wärmeüber
gang kann dadurch verbessert werden. Der neue Wärmetauschkörper,
der wegen der Durchströmung im gleichen Sinn auch zur Ausübung
von Trägheitskräften auf das Wärmetauschmittel ausgenützt wer
den kann, eignet sich daher besonders für Kondensatoren.
Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, bei der als
Ausgangsband ein aus zwei Metallbändern (1′ und 1′′) aufgebau
tes Band vorgesehen ist, bei dem zwischen den Metallbändern
(1′, 1′′) das Wellband (8′) eingeschlossen ist. Auch dieses Band
wird in der gleichen Weise zu der Zylinderform gewickelt, wobei
zwischen der ersten Lage (4′) und der zweiten Lage (5′) ein
weiteres Wellband (8′′) vorhanden ist, so daß das obere Band
(1′) der zweiten Lage nicht am unteren (1′′) der ersten Lage
anliegt. Dieses zusätzliche Wellband (8′′) kann mit einge
wickelt werden. Dieses Wellband (8′′), das in gleicher Weise
wie das Wellband (8′) ausgebildet sein kann, trägt dazu bei,
die Wärmeaustauschflächen zu erhöhen.
In Fig. 3 ist eine abgewandelte Ausführung gezeigt, bei der die
einzelnen Lagen (4′′, 5′′, 6′′, 7′′) senkrecht zu der Achse (15)
des zylindrischen Rundwärmetauschers verlaufen. Der wendelför
mige Anstieg von einer Lage (4′′) zur benachbarten Lage (5′′)
erfolgt nur in einem Umfangsabschnitt (14), wobei hier die
Steigung größer gewählt sein muß als bei einer Wendel mit
gleichmäßiger Steigung über den gesamten Umfang.
Die Steigungsabschnitte (16, 16 a) benachbarter Lagen liegen an
einander an. Die Wellbandeinlagen (8′′) können daher nur aus
einzelnen, kreisbogenartig zwischen die benachbarten Lagen (4′′,
5′′) eingelegten Wellbandstücken bestehen.
Fig. 4 zeigt eine Möglichkeit, auch bei einem Rundwärmetauscher
mit ebenen und rechtwinklig zur Zylinderachse (15) liegenden
Lagen (4′, 5′′) ein durchgehendes Wellband (8′′′) mit einzuwic
keln. Von der Durchströmung abgeschlossene Teilbereiche ergeben
sich so nicht.
Die Fig. 5 schließlich zeigt eine Ausführungsform, bei der, an
ders als in Fig. 2, zwei Metallrohre (20, 20′) nicht unterein
ander, sondern nebeneinander gewickelt sind, wobei beiden Me
tallrohren (20, 20′) aber nur ein gemeinsames Wellrippenband
(80) zugeordnet ist, das entsprechend breit ausgebildet ist.
Das Wellrippenband (80) besitzt eine Breite (B) die etwas mehr
als das Doppelte der Breite (b) eines der beiden flachen Me
tallrohre (20, 20′) beträgt, die beide vor dem Wickeln identisch
sind. Das äußere Metallrohr (20′) wird in einer anderen Zylin
dermantelfläche als das Metallrohr (20) gebogen. Es entsteht so
eine doppelflutige Anordnung, bei der zwei Zuflußstutzen (2)
und zwei Ausflußstutzen (3) vorgesehen sind, von denen, wegen
der Schnittdarstellung des äußeren Metallrohres (20′), aber nur
eine zu sehen ist. Natürlich wäre es auch möglich, beiden Roh
ren - wie in Fig. 2 - jeweils einen gemeinsamen Zu- und einen
gemeinsamen Abflußstutzen zuzuordnen. Je nach Einbauraum sind
natürlich auch drei- oder mehrflutige Bauformen denkbar.
Claims (9)
1. Rundwärmetauscher, insbesondere für Kältemittel von
Klimaanlagen, bestehend aus einem flachen Metallrohr mit einem
an einem Ende angeordneten Zulauf für ein Wärmetauschmittel und
einem am anderen Ende vorgesehenen Auslauf, das zu mehreren
übereinanderliegenden, kreisförmigen Lagen gebogen ist,
zwischen denen Wärmeaustauschrippen angeordnet sind, dadurch
gekennzeichnet, daß das Metallrohr (1) ausschließlich quer zu
seiner Breite (b) gebogen und wendelartig zu den einzelnen
Lagen (4, 5, 6, 7) gewickelt ist.
2. Rundwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß das Metallrohr (1) eine Wendel gleicher Steigung bil
det.
3. Rundwärmetauscher nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschrippen in der Form eines
Wellbandes (8) in die Zwischenräume zwischen den Lagen (4, 5,
6, 7) des Metallrohres (1) eingelegt sind.
4. Rundwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, insbesondere zwei Metall
rohre (1′, 1′′) parallel zueinander und in der gleichen Zylin
dermantelfläche gewickelt sind (Fig. 2).
5. Rundwärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, daß die Wärmeaustauschrippen in der Form des Wellbandes
(8′) mit den beiden Metallrohren (1′, 1′′) ein vorgefertigtes
Band bilden, dem ein gemeinsamer Zu- und Auslauf (2′, 3′)
zugeordnet ist.
6. Rundwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die einzelnen Lagen (4′′, 5′′, 6′′) innerhalb einer
Zylindermantelfläche liegen und im wesentlichen senkrecht zur
Zylinderachse verlaufen, und daß die schräg zur Zylinderachse
ansteigenden Wendelabschnitte (14) nur in einem Teilbereich des
Umfanges jeder Lage vorgesehen sind.
7. Rundwärmetauscher nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die ansteigenden Wendelabschnitte aneinander
anliegen und daß die Wärmetauschrippen (8′′) als nicht ge
schlossene Bögen zwischen die einzelnen Lagen (4′′, 5′′, 6′′)
eingelegt sind.
8. Rundwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß zwei Metallrohre (20, 20′) nebenein
ander und auf unterschiedlichen Zylindermantelflächen liegend
in eine doppelflutigen Bauart gewickelt sind.
9. Rundwärmetauscher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich
net, daß zwischen die Lagen (30, 40, 50, 60) beider Metallrohre
(51, 51,) ein Wellband (80) eingewickelt ist, das eine Breite
(B) aufweist, die mindestens der doppelten Breite (b) eines der
Metallrohre (20, 20′) entspricht.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883815647 DE3815647A1 (de) | 1987-06-05 | 1988-05-07 | Rundwaermetauscher, insbesondere fuer kaeltemittel von klimaanlagen |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3815647A1 true DE3815647A1 (de) | 1988-12-22 |
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ID=25856339
Family Applications (1)
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DE19883815647 Withdrawn DE3815647A1 (de) | 1987-06-05 | 1988-05-07 | Rundwaermetauscher, insbesondere fuer kaeltemittel von klimaanlagen |
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Country | Link |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: BEHR GMBH & CO, 7000 STUTTGART, DE |
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8141 | Disposal/no request for examination |