DE395685C

DE395685C - Waermeaustauschvorrichtung

Info

Publication number: DE395685C
Application number: DEJ22904D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1922-08-06
Filing date: 1922-08-06
Publication date: 1925-02-14

Description

Wärmeaustauschvorrichtung. Bei Wärmeaustauschv orrichtungen, die als Rippenkörper ausgebildet sind, ist es bekannt, die Gesamtrippenfläche in einzelne, in RichtunZ des zwischen den Rippen strömenden lhittels aufeinanderfolgende Gruppen aufzuteilen, wobei Rippemwandstärke und Anzahl der Rippen in den einzelnen Gruppen voneinander verschieden sein können.
Zweck der Erfindung ist es, die Wirtschaftlichkeit- derartiger Wärmeaustauschvorrichtungen mit Rippenfläche, besonders in ihrer Anwendung auf Flüssigkeitserhitzer, zu verbessern, und zwar dadurch, daß die Wärmeübergangszahl in jeder in Richtung des die Rippenzwischenräume durchströmenden Mittels aufeinanderfolgenden Rippengruppe, bei gleichzeitiger Veränderung der Rippenwandstärke in jeder Gruppe nach 'Maßgabe der Wärmebelastung der Rippenfläche, derart der Temperaturdifferenz zwischen den. wärmeaustauschenden Medien angepaßt wird, daß sie mit sinkender Temperaturdifferenz steigt.
Erreicht wird dies nach der Erfindung dadurch, daß bei abnehmender Temperaturdifferenz zwischen den wärmeaustauschenden 31-Zedien auch der Abstand der Rippen voneinander in den aufeinanderfolgenden Rippengruppen kleiner wird. Eine Verkleinerung des Rippenabstandes hat an sich eine Vergrößerung der Wärmeübergangszahl zur Folge; die Abnahme des Rippenabstandes von Gruppe zu Gruppe bewirkt abet- weiterhin, daß das zwischen den Rippen strömende Mittel bis zu seinem Austritt aus dem Rippenkörper eine große Geschwindigkeit beibehält, was ebenfalls zur Vergrößerung - der Wärmeübergangszahl beiträgt.
Es sind bereits Wärnneaustauschvorrichtungen bekannt, bei denen umgekehrt die Abstände der Rippen mit sinkender Temperaturdifferenz größer werden. Diese Anordnung steht jedoch im Widerspruch mit Forschungsergebnissen, nach denen die Wärmeübertragung einerseits mit der Geschwindigkeit des wärmeabb benden oder -aufnehmenden Mediums und andererseits auch mit kleiner werdendem Abstand der .die Wärme übertragenden Wandungen wächst.
In der Zeichnung ist als Anwendungsbeispiel der Erfindung der grundsätzliche Aufbau eines Flüssigkeitserhitzers dargestellt.
Auf dem in beliebiger Richtung von dem zu erwärmenden .Wasser durchflossenen Rohr i sind längs des in Richtung der Pfeile a verlaufenden Heizgasweges mehrere, in dem dargestellten Beispiel vier Rippengruppen vorgesehen. Die Stärke der Rippen 2 und ihr Abstand voneinander in den einzelnen Gruppen werden von Gruppe zu. Gruppe entsprechend der sinkenden Temperaturdifferenz immer kleiner.
Eine solche Bauweise zeitigt für Flüssigkeitserhitzer noch besondere Vorteile. Durch die weiten- Rippenabstände in der .den heißesten Gasen ausgesetzten Rippengruppe werden nämlich einerseits ein Absetzen von Abgasrückständen, andererseits in Verbindung mit der an dieser Stelle großen Rippenwandstärke -ein Abschmelzen der Rippenverzinnung oder eine Zerstörung der Rippen durch zu starke Erhitzung, wie sie bisher an diesen Stellen häufig vorkamen, vermieden. Die in die erste Rippengruppe mit der höchsten Temperatur eintretenden Heizgase geben infolge der verhältnismäßig kleinen Gruppenheizfläche und der bei .dem weiten Rippenabstand geringeren Wärmeübergangszahl an die Rippen in dieser Gruppe nur den durch den gewünschten Temperaturverlauf bedingten Wärmebetrag ab, finden in der nächsten Gruppe eine ihrem Temperaturabfall entsprechend vergrößerte Heizfläche bei infolge des kleineren Rippenabstandes besserer «,ärmeübergangszahl usf. Dabei kann trotz der Vervielfachung der Heizflächengröße in. den letzten Gruppen gegenüber der ersten Gruppe ein über den ganzen Heizgasweg gleichbleibender Gas@vegquerschnitt verwirklicht werden, so dali auch in den äußersten Gruppen noch eine liehe Gasgeschwindigkeit und entsprechend intensive Wärmeübertragung vorhanden sind. Auch die Verstopfungsgefahr ist .bei einem derartigen Heizkörper trotz der Verringerung der Rippenabstände in den äußeren Gruppen geringer als bei den bekannten Anordnungen, da Kondenswasserhildung an den dein Heiz-asaustritt zugelegenen Rippen wegen des bei dieser Bauart auch an dieser Stelle noch intensiven Wärmestroms in den Rippen und der damit verknüpften höheren Heizflächenternperatur :licht auftritt.
Ein weiterer Vorteil in Form einer großen 1laterial-, Gewichts- und Raumersparnis er-;ibt sich daraus, claß infolge der-nunmehr an allen Stellen sehr intensiven Wärmeübertragung die Rippenfläche in entsprechendem Verhältnis kleiner sein kann und überdies gerade der überwiegende, mit den geringeren Temperaturdifferenzen arbeitende Anteil der Gesartntrippenfläche von dieser Vergünstigung getroffen wird.
Um bei den dünnen und in kleinem gegenseitigen Abstand angeordneten Rippen der letzten am Heizgasaustritt gelegenen Gruppe Einbeulungen zu vermeiden, werden diese Rippen zweckmäßig, beispielsweise durch Umschlagen ihres oberen Randes, versteift.

Claims

PATENT-ANsPRÜcHE: i. Wärmeaustauschvorrichtung mit einer durch Rippen gebildeten, gruppenweise in der Strömungsrichtung des zwischen den Rippen fließenden wärmeaustauschenden Mittels unterteilten Wärmeaustauschfläche, bei der die Anzahl der Rippen und die Rippenwandstärke in jeder Gruppe verschieden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Rippen voneinander in den aufeinanderfolgenden Rippenflächengruppen in Richtung des zwischen den Rippen strömenden Mittels abnimmt. Wärmeaustauschvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in allen Rippengruppen annähernd gleich große Strömungsquerschnitte für das zwischen den Rippen fließende Mittel vorhanden sind.