DE3926048A1 - Verfahren zur herstellung eines flachen waermetauscherelements - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein flaches Wärmetauscherele­ ment aus Metallblech mit mindestens einem ein zu erwärmendes oder zu kühlendes Medium führenden Rohrkanal, insbesondere als im Baumaterial einputzfähiger Heiz- und/oder Kühlkörper für Decken, Wände oder Fußböden.

Ein derartiges Wärmetauscherelement ist aus der DE-OS 28 47 897 bekannt, und es wird vorzugsweise als metallische Profilbahn für Dächer und Fassaden von Gebäuden zur Aufnahme von Umwelt­ energie verwendet. Schwierigkeiten können jedoch dann auftre­ ten, wenn diese Wärmetauscherelemente in ein Baumaterial ein­ gebettet werden sollen. Dies gilt im verstärktem Maße für den Fall, daß die Wärmetauscherelemente als Kühlkörper in Raumdek­ ken eingeputzt werden, da der Putz auf den glatten metallischen Oberflächen nur eine geringe Haftung aufweist. Man hat zwar versucht,dieses Problem durch Aufrauhen der Oberfläche zu be­ seitigen, diese Maßnahme ist jedoch sehr arbeitsaufwendig und die Putzhaftung wird zudem nur unwesentlich verbessert.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem es in wirtschaftlicher Weise möglich ist, flache Wärmetauscherelemente aus Metallblech her­ zustellen, die insbesondere für die Flächenkühlung geeignet sind. Darüber hinaus sollen die Wärmetauscherelemente mit üb­ lichen Baumaterialien einputzbar sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß beispielsweise auf üblichen Bandwalzwer­ ken Wärmetauscherelemente mit integrierten Durchgangsöffnungen in großer Länge hergestellt werden können. Für die Weiterver­ arbeitung werden die Wärmetauscherplatten auf Längen zwischen 1000 und 3000 mm abgelängt. Die beispielsweise rautenförmi­ gen Öffnungen in den Bereichen zwischen den Rohrkanälen werden in vorteilhafter Weise durch versetzte Einschlitzungen unter gleichzeitig streckender Verformung quer zum Verlauf der Rohr­ kanäle hergestellt. Das mit der streckenden Verformung ent­ standene Maschenwerk dient einerseits der Vergrößerung der wärmetauschenden Oberfläche, andererseits stellt es die Putz­ haftung sicher. Mit einem erfindungsgemäß hergestellten Wärme­ tauscherelement ist es nunmehr ohne Schwierigkeiten möglich, Heiz- und/oder Kühlkörper auch im Deckenbereich von Räumen einzuputzen.

Als Ausgangsmaterial kann ein bereits mit Durchgangsöffnungen versehener Metallblock verwendet werden, wobei Durchgangsöff­ nungen beispielsweise beim Gießen erzeugt werden können. Be­ sonders zweckmäßig ist es jedoch, einen gegossenen oder strang­ gepreßten Metallblock zu verwenden, in den mindestens eine in Längsrichtung verlaufende Durchgangsöffnung spanend eingebracht wird. Der mit Durchgangsöffnungen versehene Metallblock besteht vorzugsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, da diese Materialien eine besonders hohe Wärmeleitfähigkeit und eine gute Korrosionsbeständigkeit aufweisen.

In die im Metallblock befindlichen Durchgangsöffnungen wird vor der querschnittsverringernden Bearbeitung ein Schweißstoppmittel eingebracht, das eine metallische Verbindung der Innenwandung der Durchgangsöffnung bei der Verformung verhindern soll. Als Schweißstoppmittel eignen sich beispielsweise Talkum, Quarz, Graphit, Metalloxide, Metallsilikate, beziehungsweise pulver­ förmige Mischungen aus diesen Stoffen. Die bei der Verformung flachgewalzten Durchgangsöffnungen werden erst nach der Streck­ behandlung mittels Druckluft aufgebläht, wobei je nach Druck­ höhe ovale oder kreisrunde Rohrkanalquerschnitte erzielbar sind.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung im folgen­ den noch näher erläutert.

In einem Metallblock aus SF-Cu werden stirnseitig im Abstand von etwa 120 mm vier Durchgangsöffnungen mittels Tiefloch­ bohren eingebracht. Diese Durchgangsöffnungen, die einen Durchmesser von 20 mm aufweisen, werden mit pulverförmigem Magnesiumoxid aufgefüllt. Anschließend wird der Metallblock querschnittsverringernd bearbeitet, wobei er zunächst von 210 mm auf etwa 12 mm warmgewalzt und dann auf eine Materialdicke von etwa 0,8 mm kaltgewalzt wird. Nach Ablängung der Wärme­ tauscherplatten auf eine Länge von 2500 mm wird die Ober­ fläche auf beiden Seiten einer Durchgangsöffnung mit ver­ setzten Einschlitzungen versehen, wobei ein Sicherheitsab­ stand von beispielsweise 10 mm von jeder Durchgangsöffnung eingehalten wird. Der eingeschlitzte Bereich wird dann quer zum Verlauf der Durchgangsöffnungen einer streckenden Verfor­ mung um beispielsweise 20% unterzogen. Das nach diesem Ver­ fahrensschritt zwischen den Durchgangsöffnungen entstandene Maschenwerk kann unterschiedliche Schlitzformen beziehungs­ weise Maschenlängen aufweisen. Besonders bevorzugt sind rau­ tenförmige, runde oder ovale Schlitzformen. Beispielsweise kann das Maschenwerk aus Stegen und von diesen umschlossenen rautenförmigen Öffnungen bestehen, wobei die Maschenlänge etwa 16 mm und die Stegbreite 1,5 mm betragen.

Die noch verschlossenen flachgewalzten Durchgangsöffnungen werden einseitig aufgedornt und mittels Druckluft zu kreisrunden Rohr­ kanälen aufgebläht. Der Innendurchmesser der Rohrkanäle, wird vorzugsweise auf einen solchen Wert vergrößert, daß übliche In­ stallationsrohrabmessungen ohne weiteres angeschlossen werden können. Die Wärmetauscherelemente können ferner noch geeignete Anschlüsse für den Vor- und Rücklauf eines gasförmigen oder flüssigen Mediums aufweisen.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Wärme­ tauscherelemente können sowohl in Decken als auch in Wänden und Fußböden als unsichtbare Kühl- und/oder Heizkörper einge­ setzt und flächenbündig eingeputzt werden. Besonders geeignet sind die Wärmetauscherelemente für die Installation eines Decken-Kühlsystems zur thermischen Entlastung von Räumen.

Weiterhin ist es möglich, die Wärmetauscherelemente auch auf eine abgehängte Raumdecke aufzulegen. Die Kühl- und/oder Heiz­ körper wären in einem solchen Anwendungsfall ebenfalls nicht sichtbar.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung eines flachen Wärmetauscherele­ ments aus Metallblech mit mindestens einem ein zu erwär­ mendes oder zu kühlendes Medium führenden Rohrkanal, insbe­ sondere als im Baumaterial einputzfähiger Heiz- und/oder Kühlkörper für Decken, Wände oder Fußböden, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

• - Zunächst wird ein mit mindestens einer Durchgangsöff­ nung versehener Metallblock hergestellt.
• - In jede Durchgangsöffnung wird ein Schweißstoppmittel eingebracht.
• - Der Metallblock wird in Richtung des Verlaufs der Durch­ gangsöffnung(en) querschnittsverringernd bearbeitet, vor­ zugsweise durch Walzen zu einem Metallblech verformt.
• - Das Metallblech wird im Abstand zu mindestens einer Durch­ gangsöffnung mit einer Einschlitzung versehen.
• - Der eingeschlitzte Bereich wird zur Vergrößerung der Ober­ fläche einer streckenden Verformung quer zum Verlauf der Durchgangsöffnung(en) unterzogen.
• - Die flachgewalzte(n) Durchgangsöffnung(en) wird/werden aufgebläht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß als Ausgangsmaterial ein mit Durchgangsöffnungen versehener Metallblock aus Kupfer oder einer Kupferlegierung verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Abstand von zwei Durchgangsöffnungen im Metallblock mindestens 50 mm beträgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der eingeschlitzte Bereich des Metallblechs um etwa 10 bis 50% streckend verformt wird.