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Die
Erfindung betrifft Fluid-zu-Gas-Wärmetauscher, die manchmal auch
als Schlangen, beispielsweise Heiz-, Kühl- oder Kondensatorrohrschlangen,
bezeichnet werden.
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Solche
Fluid-zu-Gas-Wärmetauscher
werden beispielsweise weithin zur Heizbelüftung und Klimatisierung verwendet.
Die Wärme
wird zwischen einem Wärmetauscherfluid,
das im Innern des Wärmetauschers
strömt,
und der Umgebung des Wärmetauschers
durch einen Gasstrom, typischerweise Luft, über die äußeren Oberflächen des
Wärmetauschers übertragen.
Ein Fluid-zu-Gas-Wärmetauscher
unterscheidet sich eindeutig von einem Fluid-zu-Flüssigkeit-Wärmetauscher,
bei dem die Mitwirkung einer äußeren Flüssigkeit
bedeutet, dass viele andere Gesichtspunkte wichtig sind.
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Ein
typischer existierender Fluid-zu-Gas-(Luft)-Wärmetauscher ist in 1 gezeigt. Dieser
herkömmliche
Wärmetauscher
umfasst einen Tragrahmen 1 und eine Mehrzahl von Rohrabschnitten 2,
die zum Befördern
eines Wärmeaustauschfluids
zwischen einem Hinflusskrümmer 3 und
einem Rückflusskrümmer 4 angeordent
sind. Es ist zu erkennen, dass die Rohrabschnitte 2 an
einer Stelle, die von dem Abschnitt des in 1 gezeigten
Wärmetauschers
entfernt liegt, miteinander verbunden sind, um Fluidverbindungspfade
zwischen dem Hinfluss- und dem Rückflusskrümmer 3, 4 zu
vervollständigen.
Um den erwünschten
Wärmestrom
in das in den Rohrabschnitten 2 strömende Wärmetauschfluid oder aus diesem
heraus zu fördern,
ist eine Mehrzahl von Rippen 5 vorgesehen, die im Wesentlichen
rechtwinkelig zu den Rohrabschnitten 2 verlaufen. Jede
dieser Rippen 5 ist typischerweise ein äußerst dünnes Metallstück, das
mit einer Mehrzahl von Öffnungen
versehen ist, durch die hindurch die Rohrabschnitte 2 verlaufen.
Die Rippen 5 sind herkömmlicherweise äußerst dicht
gepackt, wobei ein typischer Abstand oder Zwischenraum in der Größenordnung von
2 bis 5 mm liegen kann. Außerdem
sind die Rippen zwar größtenteils
aus Metall, typischerweise aus Aluminium, sind jedoch oft mit einer
Schutzschicht aus Polyester überzogen,
die dazu beiträgt,
dass sich diese bei Einwirkung durch die Umgebung nicht zersetzen.
Außerdem
ist anzumerken, dass bei einem normalen Fertigungsvorgang nach dem
Einführen der
(typischerweise aus Kupfer bestehenden) Rohrabschnitte 2 durch
die Öffnungen
in den Rippen 5 hindurch geeignete Aufweitstäbe oder
Kugellager durch die Rohrabschnitte 2 hindurch getrieben
werden, um das Kupfer bis zum Kontakt mit dem Umfang der Öffnungen
in den Rippen 5 aufzudehnen. Nach Beendigung dieses Schritts
werden die Rohrabschnitte miteinander verbunden, um die gewünschten
Strömungspfade
durch den Wärmetauscher
hindurch bereitzustellen.
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Solche
existierenden Fluid-zu-Gas-Wärmetauscher
weisen eine Reihe von Problemen auf.
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Zuallererst
ist das Verfahren zu ihrer Stellung äußerst zeitaufwendig, arbeitsintensiv
und sehr schwer, wenn nicht unmöglich,
zu automatisieren. Herkömmliche
Wärmetauscherschlangen
sind oft nach Kundenwünschen
gebaut und schließen
viel Handarbeit oder Endbearbeitung in sich. In manchen Fällen ist
das Schweißen
oder Löten
nicht zu 100% effektiv, und die Anzahl und die Art solcher Verbindungsstellen,
die in komplizierten Schlangen vonnöten sind, kann zur Gefahr von
Leckstellen führen.
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Außerdem beruht
der Wirkungsgrad des Wärmetauschers
darauf, dass Wärme
aus den Rohrabschnitten 2 und entlang den Rippen 5 oder
umgekehrt geleitet wird. Jedoch wirken die tatsächliche Konstruktion der Rippen 5 und
der Rohre 2 und deren Verbindungsverfahren entgegen diesem
erwünschten
Wärmestrom.
Zwischen der Außenseite
der Kupferrohrabschnitte 2 und den Öffnungen in den Rippen besteht
nur eine mechanische Verbindung, und das ist für zum Leiten von Wärme nicht
gut. Das Problem verschlimmert sich durch die Polyesterschicht,
die typischerweise auf den Rippen 5 vorhanden ist, und dadurch,
dass die Kontaktoberfläche
zwischen dem Umfang jeder Öffnung
in der Rippe und dem Rohrabschnitt klein ist. Da die Rippen außerdem im
Allgemeinen aus dünnem
Blech ausgestanzt sind, weisen sie eine Form auf, durch die von
Natur aus Wärme mangelhaft
in Richtung zu den Rohrabschnitten oder von diesen weg geleitet
wird. Bei jedem gegebenen, existierenden Wärmetauscher dieser Art verbinden sich
einer oder mehrere dieser Faktoren, was bedeutet, dass zwischen
der Außenfläche jedes
Rohrabschnitts und den Bereichen der Rippe angrenzend an jede Öffnung eine
schnelle Temperaturänderung
erfolgt. Das ist eine andere Art zu sagen, dass die Wärmeübertragung
in jeder Richtung nicht so effektiv ist, wie sie sein könnte, und
die Wärmewirkung
geopfert wird, weil die Leitwirkung zwischen den Rohrabschnitten 2 und
den Rippenabschnitten 5 schlecht ist.
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Ein
weiteres Problem bei herkömmlichen Wärmetauschern
ist, dass es durch die enge Anordnung der Rippen 5 fast
unmöglich
ist, eine wirksame Reinigung oder eine Sterilisierung gegen Legionella-Bakterien
zu vollziehen.
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Noch
ein weiterer Nachteil ist, dass existierende Wärmetauscher wegen ihrer Größe verhältnismäßig schwer
sind und umständlich
zu handhaben sind.
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Weiterhin
lassen sich solche herkömmlichen Wärmetauscher ökonomischer
herzustellen, wenn die Breite, d. h. die Richtung, in der die Rohrabschnitte 2 verlaufen,
maximiert wird, während
die Höhe
minimiert wird. Zumindest unter manchen Umständen steht jedoch eine solche
Form in direktem Widerspruch zu der Form, die aus anderen Gründen erwünscht ist.
Beispielsweise sollten Luftbehandlungseinheiten vorzugsweise einen
quadratischen oder fast quadratischen Querschnitt aufweisen.
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Ein
weiterer Nachteil bei herkömmlichen
Fluid-zu-Gas-Wärmetauschern
ist, dass die Rippen dünn
sind und deshalb bei der Herstellung, dem Einbau oder an der Betriebsstelle
und in Betrieb leicht beschädigt
werden können.
Weiterhin ist die Nutzungsdauer der Rippen 5 selbst bei
Ausstattung mit einer Polyesterschicht im Vergleich zu derjenigen von
anderen Komponenten in der Wärmetauscherschlange
verhältnismäßig kurz.
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Der
Fachmann auf dem Gebiet der Wärmetauscher
weiß,
dass es zur Maximierung des Wirkungsgrads attraktiv ist, einen Gegenstrom
zustande zu bringen. Gegenstrom bedeutet, dass dafür gesorgt
wird, dass der Strom des in den Rohrabschnitten 2 strömenden Wärmeaustauschfluids
in Gegenrichtung zu dem Luftstrom oder einem anderen Fluidstrom
durch die äußeren Abschnitte
des Wärmetauschers
läuft.
Dadurch kann die Temperaturdifferenz zwischen den zwei Fluids, zwischen
denen Wärme getauscht
werden soll, besser maximiert werden. Wie man aus 2 ersehen
kann, ist die Hauptwirkung in herkömmlichen Wärmetauschern ein Querstrom
und kein Gegenstrom. Eine Möglichkeit
für einen
Gegenstrom besteht dort, wo der Wärmetauscher in der Richtung
des ankommenden Luftstroms tief ist, ansonsten besteht eine minimale
Möglichkeit für einen
Gegenstrom.
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Wenigstens
manchen Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher
zu schaffen, mit dem eines oder mehrere der oben erläuterten
Probleme angesprochen werden.
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US 5,411,079 betrifft einen
Wärmetauscher gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1, wobei eine Mehrzahl von Rohrabschnitten zum Befördern eines Fluids
und mehrere Rippenabschnitte zwischen benachbarten Rohrabschnitten
vorhanden sind, welche den gewünschten
Wärmestrom
fördern
können.
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Gemäß einer
ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird ein Fluid-zu-Gas-Wärmetauscher
geschaffen, umfassend eine Mehrzahl von Rippen-Rohr-Elementen, wobei
jedes Rippen-Rohr-Element wenigstens einen Rohrabschnitt zum Befördern von
Wärmeaustauschfluid
und wenigstens einen jeweiligen Rippenabschnitt umfasst, welcher
in Kontakt mit dem Rohrabschnitt steht und angeordnet ist, um den
Austausch von Wärme
zwischen dem Fluid im Rohrabschnitt und der Umgebung zu fördern, wobei
der Rohrabschnitt und der Rippenabschnitt Seite an Seite verlaufen,
dadurch gekennzeichnet, dass jeder Abschnitt ein sinusförmiges Profil
aufweist und die Mehrzahl von Rippen-Rohr-Elementen relativ zueinander angeordnet ist,
um wenigstens einen jeweiligen sinusförmigen Luftstrompfad ebendort
dazwischen zum Fördern
eines tubulenten, aber frei fließen den Luftstroms entlang dem
wenigstens einen jeweiligen sinusförmigen Luftstrompfad zu definieren.
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Es
ist klar, dass der Begriff der Umgebung in weitem Maße betrachtet
werden sollte und die Luft in einem Raum, die Atmosphäre oder
ein Gas, das über den
Wärmetauscher
mit einer Aufnahmekonstruktion hinweg strömen kann, umfassen könnte.
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Die
vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere zur Verwendung im
Bereich des Belüftens, Beheizens
oder Klimatisierens. In diesen Fällen
ist das Gas fast immer die Umgebungsluft.
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Dass
Rippen bereitgestellt werden, die in einer im Wesentlichen parallel
zu der Richtung der Rohre liegenden Richtung verlaufen, führt zu einer Anzahl
von Vorteilen im Vergleich zu existierenden Anordnungen, bei denen
die Rippen rechtwinkelig zu den Rohren liegen. Beispielsweise lässt sich
in manchen Fällen
ein Längsluftstrom
entlang der Außenfläche der
Rohre zustande bringen, wodurch eine Gegenstromsituation entlang
der Länge
des Rohrs zur Maximierung des Wirkungsgrads erleichtert wird. Durch
die Rohr-und-Rippen-Anordnung
können
auch verschiedene Konstruktions- und Fertigungsvorteile wie verbesserte
Festigkeit und einfachere Fertigungsverfahren möglich werden. Weitere Vorteile, welche
die Rippen-Rohr-Anordnung möglich
macht, werden bei Betrachtung des Folgenden besser erkennbar.
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Vorzugsweise
verläuft
der Rippenabschnitt im Wesentlichen entlang der gesamten Länge des Rohrabschnitts.
Vorzugsweise steht im Wesentlichen die gesamte Länge des Rippenabschnitts in
Kontakt mit dem Rohrabschnitt.
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Das
Rippen-Rohr-Element kann einstückig sein.
Das Rippen-Rohr-Element kann ein Extrusionsteil sein. Das Rippen-Rohr-Element
kann aus extrudiertem Aluminium bestehen. Durch ein einstückiges Rippen-Rohr-Element
kann die Effektivität
des Wärmestroms
zwischen dem/den Rohrabschnitten) und dem/den Rippenabschnitt(en)
sehr stark zunehmen.
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Die
Mehrzahl von Rohrabschnitten ist vorzugsweise über jeweilige Rippenabschnitte
miteinander verbunden. Jedes Rohr und sein jeweiliger Rippenabschnitt
oder seine jeweiligen Rippenabschnitte können einstückig sein. Durch die Möglichkeit
zur Vorfertigung von Rippen-Rohr-Elementen mit einer Mehrzahl von
Rohrabschnitten kann die Herstellung sehr viel leichter werden.
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Jeder
Rippenabschnitt kann einen Wurzelabschnitt aufweisen, an dem er
auf seinen jeweiligen Rohrabschnitt trifft, wobei der Wurzelabschnitt
dicker als der Rest des Rippenabschnitts sein kann.
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Die
Rippen-Rohr-Elemente können
derart geformt und angeordnet sein, dass sie eine dichte Packung
der Rohrabschnitte erlauben, wobei insbesondere der Abstand zwi schen
benachbarten Rippen-Rohr-Elementen geringer als der Außendurchmesser
der Rohrabschnitte sein kann. Das kann durch Versetzen der Lage
der Rohrabschnitte in benachbarten Rippen-Rohr-Elementen leichter
werden.
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Die
Rohrabschnitte können
beispielsweise einen runden Querschnitt oder einen ovalen Querschnitt
aufweisen. Durch Verwendung eines ovalen Querschnitts kann eine
engere Packung als bei einem runden Querschnitt ermöglicht werden.
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Vorzugsweise
werden die Form jedes Rippen-Rohr-Elements und/oder die Anordnung
der Rippen-Rohr-Elemente untereinander derart gewählt, dass
die Wärmeübertragung
auf ein Fluid, beispielsweise Luft, gefördert wird, das an den Rippen-Rohr-Elementen vorbei
strömt.
Die Form und/oder Anordnung untereinander können derart gewählt werden,
dass ein frei fließender,
turbulenter Strom an den Rippen-Rohr-Elementen vorbei gefördert wird.
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Der
Wärmetauscher
kann wenigstens einen Krümmer
umfassen, wobei ein Innenraum davon in Fluidverbindung mit dem Innern
des Rohrabschnitts steht. Typischerweise sind zwei Krümmer vorhanden,
zwischen denen der Rohrabschnitt angeordnet ist, so dass über den
Rohrabschnitt ein Fluidpfad zwischen den Innenräumen der zwei Krümmer besteht.
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Typischerweise
ist der oder jeder Krümmer derart
angeordnet, dass er in Fluidverbindung mit einer Mehrzahl von Rohrabschnitten
steht.
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Der
Rohrabschnitt kann mit Hilfe eines Klebstoffs, beispielsweise Epoxidharz,
mit dem Krümmer verbunden
sein. Der Rohrabschnitt kann mit Hilfe eines geeigneten Lots oder
von Schweißverfahren
mit dem Krümmer
verbunden sein. Der Rohrabschnitt kann mit Hilfe eines Düsenglieds
mit einem Abschnitt, der sich innerhalb des Rohrabschnitts befinden
kann, mit dem Krümmer
verbunden sein. Es kann auch eine Kombination von einigen dieser
Verfahren miteinander sowie mit anderen Verfahren verwendet werden.
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Der
Krümmer
kann einen rohraufnehmenden Abschnitt umfassen. Die Tätigkeit
des Verbindens des Rohrabschnitts mit dem Krümmer kann wenigstens teilweise
von einer Seite des rohraufnehmenden Abschnitts ausgeführt werden,
welcher sich im späteren
Innern des Krümmers
befindet. Der Krümmer kann
aus wenigstens zwei zu Anfang getrennten Teilen bestehen, derart
dass wenigstens ein Teil der Tätigkeit
des Verbindens des Rohrabschnitts mit dem rohraufnehmenden Abschnitt
des Krümmers
von der Seite des rohraufnehmenden Abschnitts, der später dem
Innenraum des Krümmers
zugewandt ist, ausgeführt
werden kann.
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Der
Wärmetauscher
kann eine Mehrzahl von Untereinheiten umfassen, von denen jede Untereinheit
ein entsprechend beabstandetes Paar von Krümmern umfasst, zwischen welchen
wenigstens ein entsprechendes Rippen-Rohr-Element angeordnet ist,
das wenigstens einen Rohrabschnitt aufweist, um einen Fluidverbindungspfad
zwischen den Innenräumen
der zwei Krümmer
bereitzustellen.
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Benachbarte
Krümmer
in dem Wärmetauscher
können
in Fluidverbindung miteinander stehen.
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Das
Innere eines ersten Krümmers
in dem einen Paar kann in Fluidverbindung mit dem Innern eines ersten
Krümmers
in einem anderen Paar stehen. Das Innere des zweiten Krümmers in
dem einen Paar kann in Fluidverbindung mit dem Innern des zweiten
Krümmers
in dem anderen Paar stehen.
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Die
Untereinheiten können
auf solch eine Weise angeordnet und miteinander verbunden sein, dass
ein Gegenstromwärmetausch
auftreten kann. Beispielsweise können
zwei Untereinheiten hintereinander in der Richtung eines externen
Gasstroms durch den Wärmetauscher
hindurch aufgestellt werden, und das Wärmetauschfluid kann als erstes durch
die Untereinheit, welche den externen Gasstrom als zweites aufnimmt,
und als zweites durch die Untereinheit geführt werden, welche den externen
Gasstrom als erstes aufnimmt.
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Indem
geeignete Kammern und Verbindungen in manchen oder sämtlichen
Krümmern
vorgesehen werden, kann ein ähnlicher
Gegenstrom innerhalb einer Untereinheit oder in einem Wärmetauscher
ohne Untereinheiten zustande gebracht werden.
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Es
kann ein Verbindungsnippel zum physischen Verbinden benachbarter
Krümmer
und zum Bereitstellen einer Fluidverbindung dazwischen vorgesehen
werden.
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Der
Wärmetauscher
mit einem Paar von Krümmern
darin, die durch mindestens ein Rippen-Rohr-Element verbunden sind,
und faktisch jede von den Untereinheiten, wenn diese vorhanden sind, bilden
in sich eine starre Konstruktion. Deshalb lässt sich die Notwendigkeit
eines Tragrahmens vermeiden.
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Gemäß einer
anderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
zur Herstellung eines Fluid-zu-Gas-Wärmetauschers geschaffen, welches
wenigstens ein Paar von Krümmern
und eine Mehrzahl von Rippen-Rohr-Elementen aufweist, wobei jedes
Rippen-Rohr-Element wenigstens einen Rohrabschnitt zum Befördern von Wärmetauschfluid
und wenigstens einen jeweiligen Rippenabschnitt umfasst, welcher
in Kontakt mit dem Rohrabschnitt steht und angeordnet ist, um den
Austausch von Wärme
zwischen dem Fluid im Rohrabschnitt und der Umgebung zu fördern, wobei
der Rohrabschnitt und der Rippenabschnitt Seite an Seite verlaufen,
jeder Rippenabschnitt ein sinusförmiges Profil
aufweist und die Mehrzahl von Rippen-Rohr-Elementen relativ zu einander
angeordnet ist, um wenigstens einen jeweiligen sinusförmigen Luftstrompfad
ebendort dazwischen zum Fördern
eines tubulenten, aber frei fließenden Luftstroms entlang dem
wenigstens einen jeweiligen sinusförmigen Luftstrompfad zu definieren,
wobei das Verfahren den folgenden Schritt umfasst: Verbinden jedes
von den Rippen-Rohr-Elementen zwischen den Paar von Krümmern, um
damit einen Fluidverbindungsweg mittels des Rohrabschnitts bereitzustellen.
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Das
Verfahren kann den Schritt des Verwendens vorweg erzeugter, standardmäßiger Rippen-Rohr-
und Krümmer-Komponenten
umfassen. Das Verfahren kann weiter den Schritt des Schneidens des
oder jedes Rippen-Rohr-Elements auf eine gewünschte Länge umfassen. Das Verfahren
kann weiter den Schritt des Schneidens von wenigstens einigen von
den Krümmerkomponenten
auf eine gewünschte
Länge umfassen.
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Der
Schritt des Verbindens des Rippen-Rohr-Elements mit den Krümmern kann
das Bearbeiten von dem späteren
Innern jedes Krümmers umfassen.
Dieses Bearbeiten vom Innern kann notwendig sein, um eine wirksame
Abdichtung gegen das Wärmetauschfluid
bei Gebrauch sicherzustellen.
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Jeder
Krümmer
kann einen rohraufnehmenden Abschnitt und wenigstens einen anderen
Teil umfassen, welcher anfänglich
von dem rohraufnehmenden Abschnitt getrennt ist, um so den Zugriff
zu einer Seite des rohraufnehmenden Abschnitts zu erlauben, welche
später
dem Innenraum des Krümmers
zugewandt ist, und wobei der Schritt des Verbindens des Rippen-Rohr-Elements
mit jedem Krümmer
die Schritte erstens des Ausführens
wenigstens eines Teils des Vorgangs zum Verbinden des Rohrabschnitts
mit dem Krümmer
von der Seite des rohraufnehmenden Abschnitts, welche später dem
Innenraum des Krümmers
zugewandt ist, und zweitens des Miteinander-Verbindens des rohraufnehmenden
Abschnitts und des wenigstens einen anderen Teils umfassen kann.
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Das
Verfahren kann die Schritte des Herstellens einer Mehrzahl von Untereinheiten
durch Verbinden von wenigstens einem jeweiligen Rippen-Rohr-Element
zwischen einem jeweiligen Paar von Krümmern, um somit einen Fluidverbindungspfad
zwischen den Innenräumen
der Krümmer
mittels des Rohrabschnitts bereitzustellen, und des Miteinander-Verbindens
der Untereinheiten zum Ausbilden des Wärmetauschers umfassen.
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Vorzugsweise
sind Verbindungen zwischen den Krümmern hergestellt. Nunmehr
werden Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung beispielhaft und nur an Hand der anliegenden
Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 eine
schematische, perspektivische Ansicht eines Teils eines herkömmlichen
Fluid-zu-Gas-Wärmetauschers
ist;
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2 eine
schematische, perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Fluid-zu-Gas-Wärmetauschers
ist, welcher die vorliegende Erfindung verkörpert;
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3 eine
schematische, perspektivische Ansicht eines Teils des in 2 gezeigten
Wärmetauschers
ist, um zum Verständnis
beizutragen;
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4 eine
andere schematische, perspektivische Ansicht eines Teils des in 2 gezeigten Wärmetauschers
ist, um zum Verständnis
beizutragen;
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5 eine
Schnittansicht durch drei Rippen-Rohr-Elemente der Art ist, die
in dem in 2 gezeigten Wärmetauscher
enthalten ist;
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6 eine
schematische Schnittansicht eines zweiteiligen Krümmers der
Art ist, die in dem in 2 gezeigten Wärmetauscher
vorgesehen ist;
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7 eine
schematische Schnittansicht eines alternativen zweiteiligen Krümmers ist;
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8 eine
schematische, perspektivische Ansicht ist, die eine Methode veranschaulicht,
mit der zwei benachbarte Krümmer
miteinander verbunden werden können;
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9 eine
schematische Schnittansicht einer Anordnung zum Befestigen eines
Rippen-Rohr-Elements an einem Krümmer
ist; und
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10 schematisch
eine Luftbehandlungseinheit zeigt, welche die Erfindung verkörpert.
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2 zeigt
einen Fluid-zu-Gas-Wärmetauscher,
der im Wesentlichen eine Mehrzahl von Rippen-Rohr-Elementen 6 umfasst,
die zwischen jeweiligen Paaren von Krümmern 3, 4 verbunden
sind. In dem Paar von Krümmern 3, 4 wirkt
ein Krümmer
als Hinlaufkrümmer 3,
und der andere wirkt als Rücklaufkrümmer 4.
Jeder von den Krümmern 3, 4 ist
entweder direkt oder über
interne Verbindungen mit einem Rohrleitungssystem verbunden, welches
den Transport eines Wärmetauschfluids
zu dem Wärmetauscher
hin und davon weg zulässt.
In 2 ist nur ein solches Rohrleitungsstück 7 gezeigt.
Konstruktion und Anordnung der Krümmer 3, 4 und
der Rippen-Rohr-Elemente 6 sind in den 3 bis 6 deutlicher
zu sehen und werden im Folgenden ausführlich beschrieben.
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In
dem in 2 gezeigten Wärmetauscher sind
sechs Untereinheiten 8 vorhanden, von denen jede ein jeweiliges
Paar von Krümmern 3, 4 und
eine jeweilige Gruppe von Rippen-Rohr-Elementen 6 umfasst,
die zwischen dem Paar von Krümmern 3, 4 angeordnet
sind. Jede Untereinheit 8 bildet eine starre Konstruktion
in sich selbst und könnte
bei geeignetem Anschluss faktisch als Wärmetauscher an sich selbst
fungieren. Mithin kann der in 2 gezeigte Wärmetauscher
als eine modulare Konstruktion aufweisend gelten, und diese modulare
Bauweise ist einer der wichtigen Gedanken in der vorliegenden Anmeldung.
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Zwar
sind die Verbindungen zwischen den sechs Modulen oder Untereinheiten 8,
die in dem in 2 gezeigten Wärmetauscher
vorgesehen sind, nicht ausführlich
gezeigt, es ist jedoch zu erkennen, dass die Anordnung verwendet
werden kann, um einen Gegenstrom derart zustande zu bringen, dass das
Wärmetauschfluid
zuerst durch die Reihe von Untereinheiten 8 geleitet wird,
die am weitesten von der Eintrittsstelle des ex ternen Luftstroms
durch den Wärmetauscher
hindurch entfernt sind, und erst dann durch die Reihe von Untereinheiten 8 geleitet
wird, welche den Luftstrom als Erste aufnehmen. Ferner ist zu erkennen,
dass die Anzahl der Untereinheiten mitnichten auf zwei begrenzt
ist und dort, wo mehr Modulreihen vorhanden sind, der Gedanke des
Gegenstroms immer noch durch den gesamten Wärmetauscher hindurch angewandt
werden kann.
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Insbesondere
in den 3 und 5 besteht jedes Rippen-Rohr-Element 6 aus
einer Mehrzahl von Rohrabschnitten 61, die durch jeweilige
Rippenabschnitte 62 verbunden sind. Es ist jedoch auch zu
sehen, dass das Rippen-Rohr-Element 6 an jedem Ende in
einem Rippenabschnitt 62 endet und, da auch die Rohre 61 verbindende
Rippenabschnitt 62 vorhanden sind, mithin auch Rippenendabschnitte 62 vorhanden
sind. Die längs
gerichtete Länge
der Rohre 61 und der Rippenabschnitte 62 erstrecken sich
im Wesentlichen parallel.
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Bei
der vorliegenden Erfindung umfasst jedes Rippen-Rohr-Element 6 vier
Rohrabschnitte 61, drei verbindende Rippenabschnitte 62 und
zwei Rippenendabschnitte 62. Es ist jedoch zu erkennen, dass
praktisch jede gewünschte
Anzahl von Rohrabschnitten 61 und Rippenabschnitten 62 verwendet werden
kann.
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Man
beachte, dass das Rippen-Rohr-Element 6 einstückig ist.
Das soll heißen,
dass sämtliche Rippenabschnitte 62 und
Rohrabschnitte 61 aus einem einzigen Materialstück bestehen.
Bei der vorliegenden Erfindung ist jedes Rippen-Rohr-Element 6 ein
Extrusionsteil aus Aluminium.
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Wie
am besten in 5 zu sehen ist, wo jeder Rippenabschnitt 62 auf
einen jeweiligen Rohrabschnitt 61 trifft, weist der Rippenabschnitt
einen Wurzelabschnitt 62a auf, der dicker als der Rest
des Rippenabschnitts 62 ist. Diese Anordnung trägt dazu
bei, einen Wärmestrom
zwischen dem Rohrabschnitt 61 und dem Rippenabschnitt 62 in
jeder Richtung zu begünstigen.
In der im Bereich der Wärmetauscher
verwendeten Terminologie trägt
der Wurzelabschnitt 62a dazu bei, den Wirkungsgrad der
Rippen zu maximieren. Das kommt zumindest zum Teil dadurch zustande,
dass der Wirkungsgrad der sekundären
Oberfläche
der Rippenabschnitte 62 erhöht wird. Als primäre Oberfläche eines
Wärmetauschers
gilt der Bereich, der auf eine Temperatur gelangt, die im Wesentlichen die
gleiche wie die Temperatur des in dem Rohrabschnitt 61 strömenden Fluids
ist, wohingegen die sekundäre
Oberfläche
als der Abschnitt betrachtet werden kann, in dem eine sehr starke
Temperaturdifferenz zwischen dem Rippenabschnitt und dem in dem Rohrabschnitt 61 strömenden Fluid
besteht.
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Wie
am deutlichsten in den 3 und 5 zu sehen
ist, sind die Rohrabschnitte 61 in benachbarten Rippen-Rohr-Elementen 6 in
versetzter Formation angeordnet. Da durch kann der Zwischenraum zwischen
benachbarten Rippen-Rohr-Elementen 6 (ihr Abstand) kleiner
als der Außendurchmesser der
Rohrabschnitte 61 sein.
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Außerdem besitzt
jeder der Rippenabschnitte 62 eine sinusförmige Gestalt.
Diese sinusförmige Gestalt
ist aus zwei Gründen
gewählt.
Einer ist, dass sie einen sinusförmigen
Pfad für
den durch den Wärmetauscher
hindurch erfolgenden Luftstrom begünstigt, und der andere ist,
dass sie ein dichtes Packen leichter macht. Wie in 5 gezeigt
ist, wurde die Form des Rippenabschnitts 62 derart gewählt, dass der
Abstand α,
an dem der Rippenabschnitt 62 des einen Rippen-Rohr-Elements 6 dem
Rohrabschnitt 61 eines anderen Rippen-Rohr-Elements 6 am nächsten kommt,
in dem gesamten einen sinusförmigen
Luftdurchlass zwischen den zwei benachbarten Rippen-Rohr-Elements 6 und
vorzugsweise in allen diesen Luftdurchlässen im Wesentlichen konstant
ist. Es ist zu sehen, dass bei dieser Ausführungsform der Mittelpunkt
jedes Rippenabschnitts 62 im Wesentlichen mit einer Linie übereinstimmt,
welche die Mitten der zwei am engsten befindlichen Rohrabschnitte 61 in
diesem Rippen-Rohr-Element 6 verbindet. Durch dieses Merkmal
des Rippen-Rohr-Elements 6 kann der Abstand α leichter
konstant gehalten werden.
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Es
ist wichtig, den Luftstrompfad durch den Wärmetauscher hindurch zu berücksichtigen,
da sich durch Schaffung eines turbulenten Stroms bis zu einer gewissen
Grenze hin die Wärmeübertragung
verbessert, wohingegen über
diese Grenze hinaus der Wirkungsgrad der Wärmeübertragung abnimmt. Es ist
zu wünschen,
dass die Anordnung von Luftdurchlässen durch den Wärmetauscher
hindurch derart ist, dass ein turbulenter, aber frei fließender Luftstrom entsteht.
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Jeder
der Hinfluss- und Rückflusskrümmer 3, 4 ist
im Wesentlichen als Kastenabschnitt geformt und besitzt einen rohraufnehmenden
Abschnitt 31, 41, der mit einer Mehrzahl von Öffnungen
zum Aufnehmen der Enden der Rohrabschnitte 61 in den Rippen-Rohr-Element 6 versehen
ist. Mithin müssen dort,
wo die Rippen-Rohr-Elemente 6 derart angeordnet werden
sollen, dass die Rohrabschnitte 61 eine versetzte Anordnung
aufweisen, die entsprechenden Öffnungen
in den Krümmern 3, 4 in
klarer Weise ebenfalls eine versetzte Anordnung aufweisen. Wie in 3 zu
sehen ist, folgt daraus auch, dass die Mitten der Öffnungen
für ein
Rippen-Rohr-Element 6 in einer Längsrichtung des Krümmers 3, 4 von
den Öffnungen
für das
benachbarte Rippen-Rohr-Element 6 um eine Stück beabstandet
sind, das kleiner als der Durchmesser der Öffnungen selbst ist.
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Jeder
der Rohrabschnitte 61 muss in seine entsprechende Öffnung in
dem rohraufnehmenden Abschnitt 31, 41 hinein und
vorzugsweise etwas durch diese hindurch ragen. Mithin verlaufen
zwar die Rippenabschnitte 62 über im Wesentlichen die gesamte
Länge der
Rohrabschnitte 61 Seite an Seite entlang den jeweiligen
Rohrabschnitten 61, jedoch muss jedes Ende jedes Rohrabschnitts 61 ein
kleines Stück über seine
jeweiligen Rippenabschnitte 62 hinaus vorstehen, um eine
Einführung
in die passenden Öffnungen
zuzulassen.
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Während jeder
Krümmer 3, 4 in
der oben erwähnten
Weise die Form eines Kastenabschnitts aufweist, besteht dieser Kastenabschnitt
bei der vorliegenden Ausführungsform
faktisch aus zwei Hälften, wie
bei einem der Krümmer
in 6 gezeigt ist. Die Krümmer 3, 4 sind
in zwei Hälften
vorgesehen, die in geeigneter Weise aneinander befestigt werden
können.
Das heißt,
dass mit dem zweigeteilten Krümmer dann,
wenn die Rohrabschnitte 61 in ihre jeweiligen Öffnungen
eingeführt
werden, wenigstens einige von den Bearbeitungsgängen, die beim Befestigen der Rohrabschnitte
an dem rohraufnehmenden Glied 31, 41 angewandt
werden, von dort aus vorgenommen werden können, wo später die Innenseite des Krümmers 3, 4 sein
wird.
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Bei
der vorliegenden Erfindung sind beide Längsabschnitte der Krümmer 3, 4 Extrusionsteile aus
Aluminium, und ein bevorzugtes Befestigungsverfahren zum Befestigen
der Rohre an den Krümmern
und der beiden Hälften
aneinander ist eine Aluminiumschweiß- oder -löttechnik unter Verwendung einer
im Handel erhältlichen
Lötmasse,
erhältlich
von Techno-weld Ltd. in Aston Works, West End, Aston, Oxfordshire
OX18 2NP, Großbritannien.
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Zwar
lassen sich mit Hilfe dieser Technik eine sehr gute Verbindung und
Dichtung erhalten, es besteht jedoch die Meinung, dass der Zugang
zu der Seite des rohraufnehmenden Abschnitts 41, 31,
welche das Innere des Krümmers 3, 4 bilden
wird, beim Verbinden der Rohrabschnitte 61 mit dem Krümmer 3, 4 notwendig
ist.
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Jedoch
können
in Alternativen unterschiedliche Befestigungs- und Abdichtungsverfahren
verwendet werden, beispielsweise ein Epoxidharzbads auf der Außenfläche der
rohraufnehmenden Abschnitte 41, 31 während der
Montage derart vorzusehen, dass der Zugang zum Innern der Krümmer 3, 4 nicht
erforderlich ist. Natürlich
brauchte in diesem Fall kein zweiteiliger Krümmer der oben gezeigten Art vorgesehen
zu werden. Zum Befestigen und Abdichten der Komponenten kann ein
im Handel erhältlicher Klebstoff
mit der Bezeichnung Eurobond AC121308ML verwendet werden.
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Zur
Fertigstellung der Krümmer 3, 4 sind Endkappen
vorgesehen, um die offenen Enden der extrudierten Teile (oder des
extrudierten Teils, wenn ein einteiliger Krümmer mit kastenförmigem Querschnitt
verwendet wird) zu verschließen,
obwohl das nicht im Einzelnen gezeigt ist. Diese Endkappen können unter
Verwendung der gleichen Verfahren, die oben genannt sind, in Position
befestigt werden.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
werden einfache Einabteil-Krümmer 3, 4 verwendet,
die so angeordnet sind, dass ein Fluidverbindungspfad zwischen dem
gesamten Innern eines ersten Krümmers 3 in
einem jeweiligen Paar durch die Rohrabschnitte 61 sämtlicher
Rippen-Rohr-Elemente 6 in dieser Untereinheit 8 hindurch
zu dem gesamten Innenraum des anderen Krümmers 4 in dem jeweiligen Paar
besteht.
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In
Alternativen können
jedoch Mehrabteil- oder Mehrkammer-Krümmer vorgesehen sein. 7 zeigt
schematisch einen Schnitt durch einen solchen Mehrabteil-Krümmer. Hierbei
sind zwei Kammern 91, 92 vorhanden, die durch
eine Teilungswand 93 getrennt sind. Diese Teilungswand 93 verläuft entlang der
Länge des
Krümmers,
so dass die zwei Kammern 91, 92 in Längsrichtung
im Innern des Krümmers
angeordnet sind. Wie am besten in 7 zu sehen
ist, stehen in diesem Fall mithin zwei von den Rohrabschnitten 61 in
jedem Rippen-Rohr-Element 6 mit der ersten Kammer 91 in
Verbindung, wohingegen die übrigen
zwei Rohrabschnitte 61 in dem Rippen-Rohr-Element 6 mit
der zweiten Kammer 92 in Fluidverbindung stehen. Der Krümmer an
dem anderen Ende der Rohrabschnitte 61 kann abhängig von der
gewünschten
Wirkung eine ähnliche
Konfiguration wie die in 7 gezeigte aufweisen oder kann
ein Einabteil-Krümmer
der in 6 gezeigten Art sein. Ganz gleich, welche Konfiguration
verwendet wird, können
doch solche Mehrabteil-Krümmer
für einen Gegenstrom-Wärmetausch
innerhalb eines Moduls oder einer Untereinheit 8 sorgen.
Das ist so, weil das durch die Rohrabschnitte 61 laufende
Wärmetauschfluid,
das zuerst auf die durch den Wärmetauscher strömende Luft
trifft, bereits durch die Rohrabschnitte 61 hindurch, welche
die Luft als zweite aufnehmen, geführt worden sein kann.
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8 zeigt
schematisch ein mögliches
Verfahren zum Miteinander-Verbinden benachbarter Krümmer 3,
die in einer Reihe vorgesehen sind. Hierbei ist eine Endplatte 32 jedes
Krümmers
mit einer Gewindebohrung versehen, und es wird ein Verbindungsnippel 33 verwendet,
das ein geeignetes Gewinde zum Eingreifen in das Gewinde in den
zwei einander gegenüberliegenden
Endplatten 32 aufweist, derart dass die Krümmer 3 miteinander
verdreht werden können
und sowohl eine physische Verbindung als auch eine Fluidverbindung
zwischen den Innenräumen
der zwei benachbarten Krümmer
bereitstellen. Das Nippel kann ein Links-/Rechts-Gewindenippel sein,
wie es zum Verbinden von Bestrahlungsabschnitten miteinander verwendet
wird.
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9 zeigt
ein alternatives Verfahren zur Unterstützung beim Befestigen von Rippen-Rohr-Elementen 6 an
dem rohraufnehmenden Abschnitt 31, 41 eines jeweiligen
Krümmers.
Bei dieser Anordnung ist eine Düse 10 vorgesehen,
die sich in die passende Öffnung
hinein dehnt, die in dem rohraufnehmenden Abschnitt 31, 41 des
Krümmers 3, 4 gebildet
ist. Die Düse
besitzt ein Teil zum Einsetzen in das Ende des geeigneten Rohrabschnitts 61. Sobald
die Düse 10 in
den Rohrabschnitt 61 eingesetzt ist, wird sie in den Rohrabschnitt 61 hinein
verformt (gestaucht), um eine solide mechanische Verbindung an dem
gestauchten oder verformten Bereich 10a bereitzustellen.
Ein solches Verfahren kann allein oder in Verbindung mit einem anderen
Befestigungsverfahren, beispielsweise mit Hilfe eines geeigneten
Klebstoffs wie eines Epoxidharzes, verwendet werden. Unter vielen
Umständen
brauchen solche Düsen
nicht verwendet zu werden, jedoch ist unter manchen Umständen, beispielsweise
dort, wo hohe Drücke
verwendet werden können,
und in DX-Systemen (bei denen ein stark flüchtiges und potenziell gefährliches
Kältemittel
als Wärmetauschfluid
strömt) der
erhöhte
Verbindungs- und Abdichtungsgrad von Nutzen.
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Wärmetauscher
der oben beschriebenen Art besitzen viele Vorteile. Erstens ist
ihre Konstruktion derart, dass sie von Natur aus fest und starr
ist und sich unter den meisten Umständen die Notwendigkeit für einen
Tragrahmen vermeiden lässt.
Außerdem können die
Rippen-Rohr-Elemente 6 aus einem Material sein, das sehr
viel dicker als bei existierenden Rippen ist und somit die Wärmeübertragungseigenschaften
und die Gefahr von Schäden
stark vermindert werden und die Festigkeit höher ist. Die Form der Rippen-Rohr-Elemente 6 ist
von Natur aus fest. Ferner können
die Abstände
zwischen benachbarten Rippen-Rohr-Elementen 6 und, was
noch wichtiger ist, die hindurch führenden sinusförmigen Luftdurchlässe sehr
viel breiter als in existierenden Wärmetauschern sein und trotzdem
eine ähnlichen
Wirkungsgrad bereitstellen. Dadurch können der Wärmetauscher und insbesondere
die Flächen,
weiche die Luftdurchlässe
bilden, leicht gereinigt werden. Außerdem lassen sich Probleme
mit einer Grenzschichtüberlagerung
im Fluidstrom vermeiden.
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Das
in den Rippen-Rohr-Elementen 6 verwendete Material kann
Flugzeug-Aluminium
oder Duralumin (RTM) sein, das viel fester und besser korrosionsbeständig als
das in herkömmlichen
Rippen verwendete Weichaluminium ist.
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Ferner
können
die Maße
und die Anordnung der Rippen-Rohr-Elemente 6 derart sein,
dass ein besserer Wirkungsgrad der Wärmeübertragung im Allgemeinen erzielt
wird, so dass zwar die Gesamtoberfläche eines Wärmetauschers gemäß der vorliegenden
Anmeldung kleiner als bei einem herkömmlichen Wärmetauscher sein kann, seine
Wärmeübertragungskapazität jedoch
günstig
vergleichbar ist.
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Es
gibt weitere Vorteile bei der Fertigung. Wie aus dem Obigen klar
wird, kann bei der Herstellung eines Wärmetauschers der in der vorliegenden Anmeldung
beschriebenen Art eine Reihe vorweg erzeugter, extrudierter Aluminiumteile
verwendet werden. Mithin können
beispielsweise die Rippen-Rohr-Elemente 6 in Standardlängen hergestellt und
vorrätig
gehalten und bei Bedarf zur Verwendung in einem speziellen Wärmetauscher
maßgerecht
zugeschnitten werden. In ähnlicher
Weise können
die extrudierten Komponenten der Krümmer 3, 4 in
Standardlängen
hergestellt und vorrätig
gehalten und bei Bedarf maßgerecht
zugeschnitten werden. Ebenso können
alle Komponenten wie Endkap pen, Düsen und Verbindungsnippel,
die verwendet werden, in einer oder mehreren Standardgrößen hergestellt
und vorrätig
gehalten werden.
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Mithin
kann ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers der oben beschriebenen
Art im Wesentlichen folgende Schritte umfassen: Wählen von
geeigneten Rippen-Rohr-Elementen 6 und Komponenten für die Krümmer 3, 4,
Schneiden derselben auf die gewünschte
Länge,
Beseitigen von Abschnitten der Rippen 62 an den Enden der
Rohrabschnitte 61, Bohren/Einbringen von Löchern in
die rohraufnehmenden Abschnitte 31, 41 der Krümmer 3, 4 (wenn
diese nicht bereits vorhanden sind), Einsetzen der freiliegenden
Rohrenden 61 in Öffnungen
in den Krümmern,
Sichern der Rohrenden in den Krümmern und
Miteinander-Verbinden der zwei Hauptteile der Krümmer, wenn diese zweiteilig
konstruiert sind, Befestigen der Endkappen auf den Krümmern und
mithin Vervollständigen
entweder der Basis des gesamten Wärmetauschers oder einer Untereinheit.
Sobald diese Basiseinheit fertig ist, kann das zugeordnete Rohrsystem
installiert werden, und dieses Modul kann bei Bedarf zusammen mit
anderen Modulen zusammengefügt
werden, um den gesamten Wärmetauscher
weiter aufzubauen. Natürlich
kann in manchen Fällen
bei Nichteignung auf verschiedene dieser Schritte verzichtet werden,
wobei die Lieferung von Bausätzen
von vorgefertigter Größe ein Beispiel ist.
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Durch
die Konstruktion des Wärmetauschers wird
ein besser organisierter Fertigungsvorgang leichter, der in manchen
Fällen
wenigstens teilweise automatisch sein kann. Ferner kann der modulare Charakter
der Konstruktion zu zusätzlichen
Fertigungsvorteilen und auch bei Wartung und Reparatur führen. Beispielsweise
können
unter manchen Umständen
selbst dann, wenn ein Wärmetauscher
installiert wurde, ein oder mehrere Module zur Reinigung, Wartung
oder Auswechselung entfernt werden.
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Bei
einer Alternative kann ein Kondensator mit natürlichem Zug unter Verwendung
von Rippen-Rohr-Elementen der oben beschriebenen Art hergestellt
werden. Hierbei sind die Rippen-Rohr-Elemente in einem Kanal oder
Rohr vorgesehen, und diese Konstruktion ist bei Gebrauch derart
orientiert, dass die Rohre auf dem Ende stehen. Die Konstruktion
könnte
sechs Meter hoch sein, und der Gedanke lautet, dass sie als Stapel
wirkt. Am Oberteil der Konstruktion lässt man heißes Kühlgas in die Rohrabschnitte
ein, das durch den Stapel hindurch nach unten strömen und
das entgegengesetzte Ende der Rohrabschnitte als kühle Flüssigkeit
verlassen kann. Die Kühlung
würde durch
kalte Luft erzielt, die an der Basis in das Rohr oder den Kanal, das/der
die Rippen-Rohr-Elemente umgibt, eintreten und durch das Rohr oder
den Kanal nach oben steigen und oben mit einer höheren Temperatur austreten
kann. Es ist zu erkennen, dass bei einer solchen Konstruktion der
Gegenstrom ausgenutzt wird.
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Das
ist ein weiteres Beispiel für
die Fluid-zu-Gas-Wärmetauscher,
die mit Hilfe der Grundgedanken der vorliegenden Anmeldung hergestellt werden
können.
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10 zeigt
eine Luftbehandlungseinheit 100, die eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist. Die Luftbehandlungseinheit umfasst
einen Fluid-zu-Gas-Wärmetauscher 101,
der von der gleichen Art wie der gezeigten ist und an Hand von 2 beschrieben
ist. Wie im Folgenden ausführlicher
erläutert
ist, umfasst die Beförderungseinheit 100 jedoch
auch eine Anzahl anderer Komponenten. Allgemein gesagt, funktioniert
die Luftbehandlungseinheit durch das Ansaugen von Luft durch einen
(nicht gezeigten) Einlass hindurch an dem einen Ende und das Austreiben
der Luft durch einen Auslass 103 hindurch an dem anderen
Ende. Zum Ansaugen der Luft durch die Einheit hindurch dient ein
Zentrifugalventilator 104. Zwischen dem (nicht gezeigten)
Lufteinlass und dem Luftauslass 103 sind eine Vorfilterungsstufe 105,
ein biologisches Grünfilter 106,
eine automatische Auswaschstation 107, der Wärmetauscher 102,
eine Ultraviolett-Luftreinigungsstation 108 und
eine Sekundärfilterstufe 109 in
dieser Reihenfolge vorgesehen. Unter dem Wärmetauscher 102 ist
eine Ablaufpfanne 110 vorgesehen und erstreckt sich faktisch über die
gesamte Länge
zwischen dem biologischen Grünfilter 106 und
der Sekundärfilterungsstufe 109.
Diese Ablaufpfanne 110 wird zum Sammeln der beim Auswaschen
des Wärmetauschers 102 eingesetzten
Flüssigkeit
verwendet.
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Die
Luftbehandlungseinheit
100 kann in Anordnung als Luftreinigungssystem
von einer Art wirken, die in
WO
02/04036 offenbart ist.
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Das
Verfahren zum Reinigen der Luft umfasst das Einsaugen der Luft in
die Beförderungseinheit,
das Hinwegleiten der Luft über
Oberflächen,
die mit einer antimikrobiellen Substanz beschichtet sind, durch
(in der UV-Luftreinigungsstation
108 vorgesehene) ultraviolette
Bestrahlung und das Rückführen der
mithin behandelten Luft durch den Auslass
103. Es ist zu
erkennen, dass die Luft auch die Vorfilterungsstufe
105 und
die Sekundärfilterstufe
109 durchläuft. Die
antimikrobielle Substanz kann auf einer Anzahl verschiedener Oberflächen vorgesehen sein.
Bei der vorliegenden Ausführungsform
besteht das biologische Grünfilter
106 im
Wesentlichen aus einem Filtermaterial, das beispielsweise Metallwolle sein
könnte,
die in geeigneter Weise mit der antimikrobiellen Substanz beschichtet
ist. Weiterhin können
jedoch auch die Außenoberflächen der
Rippen-Rohr-Elemente
in der Kühlschlange
102 mit
der antimikrobiellen Substanz beschichtet sein. Eine geeignete antimikrobielle
Substanz ist eine standardmäßige antimikrobielle
Substanz (beispielsweise ein quaternäres Amin), die in einem Silan
vorgesehen ist und beim Aufbringen auf eine Oberfläche an die Oberfläche gebunden
wird, um sie antimikrobiell zu aktivieren. Wie die Anmelder von
WO 02/04036 vorschlagen,
ist eine Substanz mit 3-(trimethoxysilyl)propyldimethyloctadecylammoniumchlorid
als aktiver Bestandteil darin, wie sie von Aegis Environments in
Midland, Michigan, USA unter dem Warenzeichen Aegis Microbe Shield
vertrieben wird, besonders geeignet.
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Unter
anderen Umständen
kann es angebracht sein, andere Oberflächen mit einer solchen antimikrobiellen
Schicht zu versehen. Beispielsweise können Oberflächen, aus denen die Ultraviolett-Luftreinigungsstation 108 besteht,
so beschichtet sein.
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Die
Ultraviolett-Luftreinigungsstation 108 umfasst eine Mehrzahl
von einzelnen Lichtquellen, die zur Erzeugung von Licht mit den
geeigneten Wellenlängen
zum Abtöten
von unerwünschten
Bakterien und/oder Pilzen, beispielsweise im Bereich von 184 nm
bis 254 nm, angeordnet sind.
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Wird
die Kombination des Wärmetauschers gemäß der vorliegenden
Anmeldung zusammen mit der Ultraviolett-Behandlung und den antimikrobiellen Substanzen
verwendet, kann das zu einem besonders hygienischen Luftbehandlungssystem
führen. Wie
oben beschrieben, sind die Wärmetauscher
gemäß der vorliegenden
Anmeldung derart, dass sie weniger wahrscheinlich unerwünschte Produkte
entstehen lassen und leichter zu reinigen sind und außerdem geeignete
Oberflächen
zum Beschichten mit einer antimikrobiellen Substanz bereitstellen.
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Es
ist vorteilhaft, die Ultraviolett-Luftreinigungsstation 108 angrenzend
an den Ausgang des Wärmetauschers 102 zu
positionieren, da der Luftstrom in diesem Bereich turbulent ist.