DE7530367U

DE7530367U - COMPONENT FOR HEAT TRANSPORT

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Publication number: DE7530367U
Application number: DE7530367U
Authority: DE
Original assignee: Dornier System GmbH
Current assignee: Dornier System GmbH
Priority date: 1975-09-25
Filing date: 1975-09-25
Publication date: 1977-01-20

Description

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Reg. S 237Reg. S 237

Component for heat transport

Die Erfindung betriff! ein nach dem unter dem Warenzeichen ¹¹ItOLLBOND" bekannten Verfahren hergestelltes, plattenförmiges Bauteil für Wärmetransport, das von Kanälen durchzogen ist.The invention concerns! a plate-shaped component for heat transport produced by the process known under the trademark ^{11 ItOLLBOND ", which is traversed by channels.}

Nach dem "ROLLBOND"-Verfahren hergestellte, plattenförmige Bauteile mit Kanälen sind bisher beispielsweise als Verdampfer für Kühlschränke verwendet worden. Bei diesem bekannten Herstellungsverfahren werden zwei Metallplatten aufeinander gelegt und durch Walzen fest miteinander verbunden. An vorher präparierten Stellen, z. B. einem Streifenmuster, findet keine Verbindung statt, so daß bei einem nachfolgenden pneumatischen Verfahrensschritt die präparierten Stellen durch Aufblasen zu rohr- oder kanalähnlichen Formen aufgeweitet werden.Plate-shaped components manufactured using the "ROLLBOND" process with channels have hitherto been used, for example, as evaporators for refrigerators been. In this known manufacturing method, two metal plates are placed on top of one another and firmly connected to one another by rolling. In previously prepared areas, e.g. B. a striped pattern, there is no connection, so that in a subsequent pneumatic process step the prepared areas by inflating to pipe or canal-like Forms are expanded.

Es ist weiter bekannt, Wärmerohre für den Transport von Wärme zwischen einer Wärmequelle und einer Wärmesenke zu verwenden. Ein Wärmerohr ist ein vakuumdicht geschlossenes System, das zum Transport der Wärmeener-■gie mit einem Arbeitsmedium gefüllt ist und in der Regel an den Wänden mit einer Kapillar struktur versehen ist. Das Arbeitsmedium wird in der Heizzone verdampft, die Energie im Dampf transportiert und an einer Kondensationsfläche niedergeschlagen. Es wird das Verdampfen und Kondensieren einer Flüssigkeit bei konstanter Temperatur zum Wärmetransport ausgenützt. Das an der Kühlfläche niedergeschlagene Kondensat fließt üblicherweise von der Kühlzone zur Heizzone unter Ausnützung seiner Oberflächenspannung in einerIt is also known, heat pipes for the transport of heat between a heat source and a heat sink. A heat pipe is a vacuum-tight closed system that is used to transport heat ■ energy is filled with a working medium and usually on the walls with a capillary structure is provided. The working medium is evaporated in the heating zone, the energy is transported in the steam and on a condensation surface dejected. The evaporation and condensation of a liquid at constant temperature is used to transport heat. The Condensate deposited on the cooling surface usually flows from the Cooling zone to heating zone using its surface tension in one

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Kapillarstruktur zurück. Die Kapillarstruktur ist immer dann im Wärmerohr erforderlich, wenn das Kondensat ohne äußere Kräfte, wie beispielsweise der Schwerkraft, durch Oberflächenkräfte vom Kondensator zum Verdampfer transportiert werden muß. Als Medien für den Wärmetransport werden Flüssigkeiten mit entsprechenden physikalischen Stoffwerten: Verdampfungswärme, Dichte, Viskosität und Oberflächenspannung unter Berücksichtigung des gewünschten Betriebstemperaturbereiche, der Anfahrtemperatur und der Korrosionsresistenz gegen das Wandmaterial so ausgewählt, daß sich ein maximales Wärmetransportvermögen ergibt. Es läßt sich beispielsweise mit den Medien Ammoniak, Methanol, Wasser, Diphyl und Quecksilber der Betriebstemperatur von -80 C bis + 400 C lückenlos überdecken.Capillary structure back. The capillary structure is then always in the heat pipe Required when the condensate is transported from the condenser to the evaporator without external forces, such as gravity, due to surface forces must be transported. Liquids with corresponding physical properties are used as media for heat transport: heat of vaporization, Density, viscosity and surface tension are selected, taking into account the desired operating temperature range, the starting temperature and the corrosion resistance to the wall material, in such a way that the result is maximum heat transport capacity. It can be used, for example, with the Media ammonia, methanol, water, diphyl and mercury with an operating temperature of -80 C to + 400 C are completely covered.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfach und kostengünstig herstellbares Bauteil für Wärmetransport zu schaffen, das eine Überträgung der Wärme mit hohem Wirkungsgrad ermöglicht.The invention is based on the object of creating a component for heat transport that can be produced in a simple and inexpensive manner and that has a transfer which enables heat with high efficiency.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäi dadurch gelöst, daß sich in einem nach dem "ROLLBOND"-Verfahren hergestellten, plattenförmigen Bauteil, das von Kanälen durchzogen ist, mindestens zwei separate Kanalsysteme befinden, von denen das eine Kanalsystem Wärmerohre mit glatten oder aufgerauhten Wänden bildet und das andere Kanalsystem ein Wärmetauscher ist. Vorteilhafterweise ist das Kanalsystem des Wärmetauschers in der Kondensationszone der Wärmerohre angeordnet und nimmt die vom Wärmerohr zur Kondensationszone geleitete Wärmemenge auf. Es transportiert entweder die Wärmemenge zu einem Verbraucher oder bildet selbst den Verbraucher, der somit im Bauteil integriert sein kann.This object is achieved according to the invention in that in one after the "ROLLBOND" process manufactured, plate-shaped component, the is traversed by channels, at least two separate channel systems are located, of which one channel system forms heat pipes with smooth or roughened walls and the other channel system is a heat exchanger. The channel system of the heat exchanger is advantageously arranged in the condensation zone of the heat pipes and takes the one from the heat pipe Condensation zone conducted amount of heat. It either transports the amount of heat to a consumer or forms the consumer itself, the can thus be integrated in the component.

Wärmerohre haben eine kleine Wärmekapazität, so daß sie sich sehr rasch auf eine Betriebstemperatur hochheizen lassen und auch bei intermittierendem Betrieb (wechselnde Sonneneinstrahlung) wirkungsvoll arbeiten können. Ein Wärmetauscher dagegen, der normalerweise mit Wasser als Betriebsflüssigkeit gefüllt ist, hat eine große Wärmekapazität und ist in der Lage, die Wärme über einen längeren Zeitraum zu speichern.Heat pipes have a small heat capacity, so they move very quickly Let it heat up to an operating temperature and work effectively even with intermittent operation (changing solar radiation). A heat exchanger, on the other hand, which is normally filled with water as the operating fluid, has a large heat capacity and is capable of the To store heat for a longer period of time.

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Erfindungswesentlich ist die Vereinigung dieser beiden physikalischen Geräte in einem Bauteil, so daß der sonst übliche Zusammenbau beider Einzelteile vollständig entfallen kann. " Essential to the invention is the combination of these two physical devices in one component, so that the otherwise common assembly of the two individual parts can be completely dispensed with. "

Eine weitere, vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal des Wärmetauschers'die Kondensations zone der Wärme rohre in Windungen umgibt. Hierdurch gelangt die Wärme von der Kondensationszone der Wärmerohre nahezu verlustfrei zum Arbeitsmittel des Wärmetauschers. Je nach Anwendungsfall sind ein oder mehrere Kanalreihen des Wärmetauschers vorgesehen, die untereinander parallel verlaufen können.Another advantageous embodiment of the invention is characterized in that that the channel of the Wärmetauschers'die condensation zone of the heat pipes surrounds in turns. This causes the heat to pass from the condensation zone the heat pipes to the working fluid of the heat exchanger with almost no loss. Depending on the application, one or more channel rows of the Heat exchanger provided, which can run parallel to each other.

Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Bauteil schichtenförmig aufgebaut, wobei die beiden Kanalsysteme in getrennten Schichten angeordnet sind. So können z. B. die Wärmerohre in einer Schicht auf der Vorderseite des Bauteils angeordnet sein und das Kanalsystem des Wärmetauschers kann in einer Schicht auf der Rückseite des Bauteils liegen. According to a further, advantageous embodiment of the invention, this is Component built up in layers, with the two channel systems in separate Layers are arranged. So z. B. the heat pipes can be arranged in a layer on the front of the component and the duct system of the heat exchanger can lie in a layer on the rear side of the component.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmoglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnui g, die nachfolgend beschrieben ist. Es zeigen:Further advantages, features and possible uses of the invention result can be seen in the drawing, which is described below. Show it:

Fig. 1 vereinfacht den prinzipiellen Aufbau eines plattenförmigen Bauteils für den Wärmetransport,Fig. 1 simplifies the basic structure of a plate-shaped component for the heat transport,

Fig. 2 eine Weiterbildung der Fig. 1 und2 shows a further development of FIGS. 1 and

Fig. 3 einen Ausschnitt aus Fig. 2 in vergrößerter, axonometrischer Darstellung. 3 shows a detail from FIG. 2 in an enlarged, axonometric representation.

Die Fig. 1 zeigt ein nach dem "ROLLBOND"-Verfahren hergestelltes, plattenförmiges Bauteil 2, in dem sich mehrere Kanäle 4 befinden. Jeder der Kanäle 4 bildet ein Wärmerohr, wobei sich die Verdampfungszone im Bereich einer Sammelleitung 6 und die Kondensationszone im Bereich des verschlossenen Endes 8 befindet.1 shows a plate-shaped manufactured by the "ROLLBOND" process Component 2, in which there are several channels 4. Each of the channels 4 forms a heat pipe, the evaporation zone in the area of a The collecting line 6 and the condensation zone are located in the area of the closed end 8.

Ein weiteres Kanalsystem 10, das im Ausführungsbeispiel aus einem zusam-Another sewer system 10, which in the exemplary embodiment consists of a composite

menhängenden Kanal besteht, befindet sich überwiegend im Bereich der Kondensationszone 8 der Wärmerohre 4. Dieses Kanalsystem 10 ist beispielsweise mit Wasser gefüllt und der Kanal umläuft in Windungen die Kondensationszone 8 der Wärmerohre 4, so daß hier vorhandene Wärmeenergie auf das Arbeitsmittel im Kanal 10 übertragen wird und einem Verbraucher 12 zugeführt werden kann. Die Art und die Wirkungsweise des Verbrauchers sind für die Erfindung von untergeordneter Bedeutung; es braucht daher nicht näher darauf eingegangen zu werden.hanging channel exists, is located predominantly in the area of the condensation zone 8 of the heat pipes 4. This channel system 10 is filled with water, for example, and the channel runs around the condensation zone in turns 8 of the heat pipes 4, so that the thermal energy present here is transferred to the working medium in the channel 10 and fed to a consumer 12 can be. The type and mode of operation of the consumer are of subordinate importance for the invention; therefore it does not need to be any further to be addressed.

Es sind Anwendungsfälle denkbar, in denen kein separater Verbraucher 12 vorhanden ist, sondern ein schlangenförmiges Muster des Kanals 10 sich im oberenBiireich der Platte 2 befindet und den Verbraucher darstellt. Es können auch mehrere Kanäle 10 parallel zueinander angeordnet sein, wie dies gestrichelt angedeutet ist. Je nach Anwendungsfall kann der Abstand des freien Bereichs 14 zwischen Wärmerohr 4 und Kanal 10 so gewählt v/erden, daß eine bestimmte Wärmemenge abgestrahlt wird und nicht in den Wärmetauscher 10 gelangt.Use cases are conceivable in which no separate consumer 12 is present, but a serpentine pattern of the channel 10 is in the upper area of the plate 2 and represents the consumer. It can several channels 10 can also be arranged parallel to one another, as indicated by dashed lines. Depending on the application, the distance of the free Area 14 between heat pipe 4 and channel 10 selected so that a certain amount of heat is radiated and does not get into the heat exchanger 10.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist an Hand der Fig. 2 und 3 erläutert. Das platteniörmige Bauteil 2 ist hier aus zwei getrennten Schichten aufgebaut, von denen jede Schicht ein nach dem "ROLLBOND"-Verfahren hergestelltes Kanalsystem aufweist.A further development of the invention is explained with reference to FIGS. The plate-shaped component 2 is built up here from two separate layers, each layer of which has a channel system produced according to the "ROLLBOND" method.

Wie Fig. 3 zeigt, bilden die beiden Platten 16 und 18 des Bauteils 2 eine erste Schicht. Die beiden Platten sind nach dem "ROLLBOND"-VerfahrenAs FIG. 3 shows, the two plates 16 and 18 of the component 2 form one first layer. The two plates are made using the "ROLLBOND" method

I miteinander verbunden und schließen z. B. 'die Wärmerohre 4 in der oben ■ I connected to each other and close z. B. 'the heat pipes 4 in the above ■

sfchon erläuterten Weise ein. Die beiden Platten 18 und 20 bilden zusammen ;■sf already explained. The two plates 18 and 20 together form; ■

eine zweite, nach d_wm "RQLLBOND"-Verfahren hergestellte Schicht, Von iia second layer produced by the d _w m "RQLLBOND" process, from ii

dieser Schicht wird das Kanalsystem 10 gebildet, das einem Wärmetauscher zugeordnet ist.This layer is the channel system 10 is formed, which is a heat exchanger assigned.

Bei einer solchen Ausbildung des plattenförmigen Bauteils 2, wobei das eine Kanalsystem auf der Vorderseite und das andere Kanalsystem auf der Rückseite des Bauteils liegt, erhält man eine große Freizügigkeit in der Aiiord-With such a design of the plate-shaped component 2, the one Channel system is on the front and the other channel system is on the back of the component, you get a great freedom of movement in the aiiord-

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nung bzw. Führung der Wärmerohre und der Kanäle des Wärmetauschers. So zeigt Fig. 2 ein Bauteil 2, das in der dem Betrachter abgewandten Schicht ein gestrichelt eingezeichnetes Kanalsystem von Wärmerohren 4 mit Sammelkanal 6 aufweist; in der Kondensationszone 8 der Wärmerohre 4 ist in der zweiten Schicht des Bauteils das Kanalsystem 10 des Wärmetauschers mit ausgezogenen Linien dargestellt. Die beiden Kanalsysteme 4 und 10 überkreuzen sich hier ohne gegenseitige Behinderung.tion or guidance of the heat pipes and the channels of the heat exchanger. So FIG. 2 shows a component 2 which, in the layer facing away from the viewer, has a channel system, drawn in dashed lines, of heat pipes 4 with a collecting channel 6 has; in the condensation zone 8 of the heat pipes 4 is in the second Layer of the component, the channel system 10 of the heat exchanger shown with solid lines. The two channel systems 4 and 10 cross over each other here without mutual hindrance.

24. Sept. 1975
KJ 10/Bau/gsSept. 24, 1975
KJ 10 / construction / gs

Claims

DORNiERSYSTEMGMBH

Friedrichshafen

Reg. S 237

issues

1. Manufactured using the process known under the trademark "ROLLBOND", plate-shaped "components for heat transfer by ducts are drawn through, characterized in that at least two separate Duct systems are present on a plate, from which one heat pipes with smooth or roughened walls and the other a heat exchanger is.

2. Component for heat transport according to claim I _1, characterized in that the channel system of the heat exchanger is arranged in the condensation zone of the heat pipes.

3. Component for heat pipes according to claim 2, characterized in that the channel of the heat exchanger the condensation zone of the worm pipes surrounds in turns.

4. Component for heat pipes according to one of claims 1 to 3, characterized by arranging several channels of the heat exchanger in parallel.

5. component for heat pipes according to one of claims 1 to 4, characterized ge indicates that the two channel systems are arranged in separate layers.

6. component for heat pipes according to one of claims 1 to 5, characterized in that that a Vert smoker is connected to the heat exchanger.

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7. component for heat pipes according to one of claims 1 to 6, characterized ge

indicates that the heat exchanger is designed as a consumer and

is integrated in the component.

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