NL8100589A

NL8100589A - Tubular heat exchanging element - which comprises inner and outer walls interconnected by partitions to form longitudinal channels

Info

Publication number: NL8100589A
Application number: NL8100589A
Authority: NL
Original assignee: Wavin Bv
Priority date: 1981-02-06
Filing date: 1981-02-06
Publication date: 1982-09-01

Abstract

The tubular heat exchanging element (7) comprises inner (12) and outer (13) walls between which are provided partitions (22). The partitions form longitudinally extending channels (11) or tubular passages. The front sides (23) of the channels are closed, to allow transport of a heat absorbing fluid through the channels. A fluid supply (19) opens into a fluid supply chamber (17) formed by an outer pipe part (14). A fluid outlet chamber (18) is formed at the other end of the tubular element (10) by another outer pipe part (15). The tubular element may be of plastics material.

Description

• - - ..... · ·' - · 1 * -1-• - - ..... · · '- · 1 * -1-

Korte aanduiding: Warmte uitwisselend element.Short designation: Heat exchanging element.

Door Aanvraagster wordt als uitvinder genoemd Christian Larsen te Gjern, Denemarken.The Applicant mentions as inventor Christian Larsen in Gjern, Denmark.

De uitvinding heeft betrekking op een warmte-uitwisselend element omvattende meerdere naast elkaar gelegen buisvormige doorgangen voor het transport van een warmteuitwisselend medium,alsmede een op de doorgangen aangesloten mediumtoevoerkamer en mediumafvoerkamer.The invention relates to a heat exchanging element comprising a plurality of adjacent tubular passages for the transport of a heat exchanging medium, as well as a medium supply chamber and medium discharge chamber connected to the passages.

5 Een dergelijk warmteuitwisselend element in de vorm van een paneel met meerdere naast elkaar gelegen buisvormige doorgangen, welke buisvormige doorgangen aangesloten zijn op een buisvormig toe-voerkanaal en een buisvormig afvoerkanaal, is bekend.Such a heat exchanging element in the form of a panel with a plurality of adjacent tubular passages, which tubular passages are connected to a tubular supply channel and a tubular discharge channel, is known.

Dit bekende warmte-uitwisselend element heeft het nadeel dat 10 het vormen van de verbindingen tussen de buisvormige doorgangen in de vorm van kanalen, met een mediumtoevoerkanaal resp. mediumafvoer-kanaal lastig en tijdrovend is, daar elke buisvormige doorgang of kanaal afdichtend met het mediumtoevoer- resp. mediumafvoerkanaal verbonden moet worden.This known heat-exchanging element has the drawback that forming the connections between the tubular passages in the form of channels, with a medium supply channel, respectively. medium discharge channel is difficult and time consuming, since each tubular passage or channel is sealing with the medium supply or medium drain must be connected.

15 Een ander nadeel is, dat de verhouding tussen het warmteuitwis- selende oppervlak van het warmteuitwisselende element en het daardoor ingenomen oppervlak in bepaalde gevallen nadelig is, vooral als de warmteuitwisselende elementen gebruikt worden voor het opnemen van energie uit zonnestraling.Another drawback is that the ratio between the heat-exchanging surface of the heat-exchanging element and the surface occupied by it is in certain cases disadvantageous, especially if the heat-exchanging elements are used for absorbing energy from solar radiation.

20 De uitvinding beoogt nu een warmteuitwisselend element te ver schaffen waarbij de verbinding tussen de buisvormige doorgangen en een mediumtoevoerkanaal resp. mediumafvoerkanaal zeer gemakkelijk tot stand gebracht kan worden en anderzijds een optimale verhouding bereikt kan worden tussen het warmteuitwisselende oppervlak van het 25 warmteuitwisselende element en het door het warmteuitwisselende element ingenomen oppervlak, in vergelijking met vlakke warmteuitwisselende elementen.The object of the invention is now to provide a heat exchanging element in which the connection between the tubular passages and a medium supply channel resp. medium discharge channel can be very easily established and, on the other hand, an optimum ratio can be achieved between the heat exchanging surface of the heat exchanging element and the surface occupied by the heat exchanging element, compared to flat heat exchanging elements.

Dit oogmerk wordt volgens de uitvinding bereikt doordat het buisvormig element een binnenwand en een buitenwand omvat, waartussen 30 zich scheidingsschotten bevinden onder vorming van in langsrichting 8 1 0 0 58 9 < ψ -2- verlopende kanalen als buisvormige doorgangen.This object is achieved according to the invention in that the tubular element comprises an inner wall and an outer wall, between which there are separators to form longitudinal channels as tubular passages.

Bij toepassing van een dergelijk buisvormig element verkrijgt men een optimale verhouding tussen het warmteuitwisselende oppervlak van het warmteuitwisselende element in vergelijking met het ingenomen 5 oppervlak. Bovendien kan men zeer gemakkelijk de buisvormige doorgang aansluiten op een mediumtoevoerkanaal, resp. mediumafvaerkanaalsrWhen such a tubular element is used, an optimum ratio is obtained between the heat-exchanging surface of the heat-exchanging element in comparison with the occupied surface. Moreover, it is very easy to connect the tubular passage to a medium supply channel, respectively. medium drain channel no

Het bijzonder voordeel monden alle kanalen uit in een toevoerkamer en alle kanalen in een afvoerkamer, welke toevoerkamer en afvoerkamer zich elk nabij een einde van het buisvormig element bevinden, welk 10 buisvormig element aan de kopse zijden afgesloten is.The particular advantage results in all channels opening into a supply chamber and all channels into a discharge chamber, which supply chamber and discharge chamber are each located near one end of the tubular element, which tubular element is closed at the end faces.

Met bijzonder voordeel zijn de toevoerkamer of afvoerkamer gevormd door een overschuifbuisdeel voorzien van een toevoer of afvoer welk overschuifbuisdeel afdichtend samenwerkt met een buitenwand van een buisvormig element en waarbij ter plaatse van een toevoerkamer 15 resp. afvoerkamer de tussen kanalen en toevoer- en afvoerkamer aanwezige wanddelen verwijderd zijn.The supply chamber or discharge chamber are particularly advantageously formed by a transfer tube part provided with a supply or discharge, which transfer tube part cooperates sealingly with an outer wall of a tubular element and wherein, at the location of a supply chamber 15, respectively. drain chamber the wall parts between channels and supply and discharge chamber are removed.

Een andere voordelige uitvoeringsvorm onderscheidt zich doordat het buisvormig element aan één einde van een open verbinding tussen de kanalen voorzien is en de afvoerkamer resp. toevoerkamer tegenover 20 elkaar gelegen zijn, waarbij een deel van de kanalen uitmondt in een toevoerkamer en een ander deel in de afvoerkamer.Another advantageous embodiment is distinguished in that the tubular element is provided at one end with an open connection between the channels and the discharge chamber, respectively. supply chamber are located opposite one another, with part of the channels opening into a supply chamber and another part into the discharge chamber.

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van een uit-voeringsvoorbeeld met behulp van de tekening waarin: - fig. 1 een langsdoorsnede toont van een warmte-uitwisselend ele-25 ment volgens de uitvinding; fig. 2 een dwarsdoorsnede volgens de lijn II-II; fig. 3 een dwarsdoorsnede volgens de lijn III-III; fig. 4 een variant van een warmte-uitwisselend element volgens de uitvinding; 30 - fig. 5 een andere variant van een warmte-uitwisselend element volgens de uitvinding en fig. 6 een doorsnede volgens de lijn Vï-VI.The invention will now be elucidated on the basis of an exemplary embodiment, with the aid of the drawing, in which: fig. 1 shows a longitudinal section of a heat-exchanging element according to the invention; Fig. 2 shows a cross section along the line II-II; fig. 3 shows a cross-section along the line III-III; Fig. 4 shows a variant of a heat-exchanging element according to the invention; Fig. 5 another variant of a heat-exchanging element according to the invention and fig. 6 a section according to the line VI-VI.

In de figuren 1 tot 3 is een buisvormig warmte-opnemend element 10 wee gegeven omvattende een binnenwand 12 en een buitenwand 13, 8 1 0 0 58 9 * ** -3- waartussen zich scheidingsschotten 22 bevinden, onder vorming van in langsrichting doorlopende kanalenj De scheidingsschotten 22 vormen doelmatig één geheel met de binnenwand en de buitenwand 13, waardoor het buisvormig element een grote stijfheid verkrijgt.In Figures 1 to 3, a tubular heat-absorbing element 10 is shown comprising an inner wall 12 and an outer wall 13, 8, between which are partitions 22, forming longitudinal channels j The partitions 22 expediently form one piece with the inner wall and the outer wall 13, whereby the tubular element obtains a great rigidity.

5 Het buisvormig element bestaat doelmatig uit een thermoplastische kunststof, waardoor het buisvormig element 10 eenvoudig vervaardigd kan worden door extrusie.The tubular element expediently consists of a thermoplastic plastic, whereby the tubular element 10 can be easily manufactured by extrusion.

Een door de kanalen 11 getransporteerd warmteopnemend medium in de vorm van water met bijvoorbeeld een vriespuntverlagend middel zoals 10 glycol, kan warmte aan de omgeving onttrekken, en op een andere plaats weer afgeven. Bovendien kan een dergelijk getransporteerd warmteopnemend medium gemakkelijk zonnestralingswarmte opnemen, waardoor een optimale energiewinning mogelijk is.A heat-absorbing medium transported through channels 11 in the form of water with, for example, a freezing point-lowering agent such as glycol, can extract heat from the environment and release it elsewhere. Moreover, such a transported heat-absorbing medium can easily absorb solar radiation heat, whereby an optimum energy recovery is possible.

Voor het bereiken van een goed transport van het warmteopnemend 15 medium door de kanalen 11 is de buis 10 aan zijn uiteinden, d.w.z. de kopse zijden 23 van de kanalen afgesloten/"voor toevoer van warmteopnemend medium is een mediumtoevoer 19 aanwezig die uitmondt in een mediumtoevoerkamer 17, gevormd door een overschuifbuisdeel 14, dat door middel van afdichtringen 16 ter weerszijden van de mediumtoevoerkamer 20 17 afdichtend samenwerkt met de buitenzijde 13 van het buisvormig element 10.In order to achieve a good transport of the heat-absorbing medium through the channels 11, the tube 10 is closed at its ends, ie the end faces 23 of the channels. 17, formed by a sliding tube part 14, which sealingly interacts with the outside 13 of the tubular element 10 by means of sealing rings 16 on either side of the medium supply chamber 17.

Voor het laten uitmonden van de kanalen 11 in de mediumtoevoerkamer 17 is de buitenwand 13 ter plaatse van de mediumtoevoerkamer 17 verwijderd.To allow the channels 11 to flow into the medium supply chamber 17, the outer wall 13 is removed at the location of the medium supply chamber 17.

25 Anderzijds is aan het andere einde van het buisvormig element 10 een mediumafvoerkamer 18 gevormd door middel van een ander overschuifbuisdeel 15, dat eveneens via afdichtringen 16 afdichtend samenwerkt met de buitenzijde 13 van buisvormig element 10.On the other hand, at the other end of the tubular element 10, a medium discharge chamber 18 is formed by means of another sliding tube part 15, which also co-acts sealingly via sealing rings 16 with the outside 13 of tubular element 10.

Ook hier is weer een gedeelte van de buitenwand verwijderd om de 30 kanalen 11 vrij te laten uitmonden in genoemde mediumafvoerkamer 18.Here again, a part of the outer wall has been removed in order to let the 30 channels 11 open freely in said medium discharge chamber 18.

In de uitvoeringsvorm volgens fig. 1 is het buisvormig element voorzien van een rondlopend mediumtoevoerkanaal 17 en een rondlopend mediumafvoerkanaal 18, doch het zal duidelijk zijn, dat ook andere uitvoeringsvormen nodig zijn.In the embodiment of Fig. 1, the tubular element is provided with a circumferential medium supply channel 17 and a circumferential medium discharge channel 18, but it will be clear that other embodiments are also necessary.

810058 9 r* ƒ door dichtdrukken van de kanalen en vormen van afschuiningen 21.810058 9 r * ƒ by pressing the channels closed and forming chamfers 21.

if ,.if,.

-4--4-

Zo kan men volgens fig. 4 gebruik maken van inschuifbuisdelen 14a en 15a, die aan de binnenzijde van het buisvormig element 10ο gebracht worden onder afdichtend samenwerken met de binnenwand 12. Vanzelfsprekend zullen hierbij de kanalen in de mediumtoevoer- en 5 mediumafvoerkamers 17a resp. 18a uitmonden door wegnemen van een deel van de binnenwand 12 van het buisvormig element 10.Thus, according to Fig. 4, use can be made of slide-in tube parts 14a and 15a, which are placed on the inside of the tubular element 10ο while sealingly cooperating with the inner wall 12. Naturally, the channels in the medium supply and medium discharge chambers 17a, respectively, will be used here. 18a by removing a part of the inner wall 12 of the tubular element 10.

Het zal duidelijk zijn, dat men gebruik kan maken van een combinatie van de uitvoering volgens fig. 1 en de uitvoeringsvorm volgens fig, 4.It will be clear that use can be made of a combination of the embodiment according to Fig. 1 and the embodiment according to Fig. 4.

10 In de figuren 5 en 6 is nog een andere uitvoeringsvorm weerge geven, waarbij warmteopnemende vloeistof door bijvoorbeeld de helft van de kanalen 11 vanaf mediumtoevoerkamer 17 naar het andere einde van buisvormig element kan stromen en vervolgens door de andere helft van de kanalen 11 naar mediumafvoerkamer 18 voorzien van af-15 voer 20.Figures 5 and 6 show yet another embodiment, wherein heat-absorbing liquid can flow through, for example, half of the channels 11 from medium supply chamber 17 to the other end of tubular element and then through the other half of channels 11 to medium discharge chamber. 18 provided with discharge 15.

Bij deze uitvoeringsvorm zijn de kanalen 11 aan één einde open en monden uit in afdekkap 26, die een open verbinding in de vorm van kamer 27 verschaft voor de doorvoer van warmteopnemende vloeistof uit de kanalen 11 die in verbinding staan met de mediumtoevoerkamer 20 17 naar de kanalen die in verbinding staan met de mediumafvoerkamer 18. Voor het verkrijgen van de open verbindingskamer 27 omvat de afdekkap 26 een opstaande buitenflens 26a, en een opstaande binnenflens 26b, welke flenzen via afdichtringenlóa en 16b samenwerken met de binnenwand 12 resp. buitenwand 13 van het buisvormig element 10. 25 Bij deze uitvoeringsvorm liggen de mediumafvoerkamer 18 en me diumtoevoerkamer 17 tegenover elkaar, waarbij men er voor dient te zorgen, dat de mediumtoevoerstroom en mediumafvoerstroom van elkaar gescheiden blijven. Hiervoor maakt men gebruik van een ring 14, die bestaat uit twee afzonderlijke ringdelen 14a en 14b, met kamerschei-30 dingsschotten in de vorm van uitstekende nokken 24 en 25, die een deel van de kanalen afdekken en hierdoor de scheiding waarborgen van mediumafvoerkamer 18 en mediumtoevoerkamer 17.In this embodiment, the channels 11 are open at one end and open into cover 26, which provides an open connection in the form of chamber 27 for the passage of heat-absorbing liquid from the channels 11 communicating with the medium supply chamber 17 to the channels communicating with the medium discharge chamber 18. To obtain the open connection chamber 27, the cover 26 includes an upright outer flange 26a, and an upright inner flange 26b, which flanges interact with the inner wall 12 and 16b through sealing rings 10a and 16b, respectively. outer wall 13 of the tubular element 10. In this embodiment, the medium discharge chamber 18 and the medium supply chamber 17 are opposite each other, care must be taken to keep the medium supply flow and medium discharge flow separate from each other. For this purpose, a ring 14 is used, which consists of two separate ring parts 14a and 14b, with room dividers in the form of protruding cams 24 and 25, which cover part of the channels and thereby ensure the separation of medium discharge chamber 18 and medium supply chamber 17.

Een geschikt buisvormig warmteuitwisselend element 10 bestaat bijvoorbeeld uit een één geheel vormende buis met een buitendiameter 81 0 0 58 9 -5- ναη 160 mm, een binnendiameter van 151 mm en een gemiddelde diameter van de honderddertig langskanalen van 2,7 mm, De lengte kan bijvoorbeeld 3 m bedragen.For example, a suitable tubular heat exchanging element 10 consists of a unitary tube with an outer diameter 81 0 0 58 9 -5- ναη 160 mm, an inner diameter of 151 mm and an average diameter of the one hundred and thirty longitudinal channels of 2.7 mm. can be, for example, 3 m.

Deze genoemde waarden houden echter geen enkele beperking in 5 van de uitvinding doch geven uitsluitend aan, dat men werkt met betrekkelijk kleine dwarsdoorsnede bezittende langskanalen met geringe wanddikte, waardoor een optimale warmteuitwisseling mogelijk is.However, these values do not limit the invention in any way, but only indicate that one works with relatively small cross-section longitudinal channels with a small wall thickness, so that an optimum heat exchange is possible.

Naast de hierboven beschreven uitvoeringsvormen, is het ook mogelijk om het genoemde buisvormig element uit te voeren met aan beide 10 kopse einden open kanalen, die in verbinding staan met een medium-toevoerkamer en een mediumafvoerkamer, waarbij het voor de eenvoud aanbeveling kan verdienen om de binnenzijde van het buisvormig element aan de kopse einden af te sluiten door een afsluitelement.In addition to the above-described embodiments, it is also possible to construct said tubular element with open channels at both ends, which communicate with a medium supply chamber and a medium discharge chamber, for simplicity it may be recommended to inside of the tubular element at the end ends to be closed by a sealing element.

Een buisvormig element 10 zoals weergegeven in fig. 1, verdient 15 echter de voorkeur ten opzichte van andere elementen, daar bij het buisvormig element 10 volgens fig. 1 omgevingslucht, waaraan men warmte wil onttrekken, zowel langs de buitenwand 13 als de binnenwand 12 van het buisvormig element kan stromen, waardoor een optimale energiewinning mogelijk is. Bovendien kan bij aanwezigheid van 20 zonnestraling deze zonnestraling inwerken op de buitenwand 13 van het buisvormig element 10, terwijl anderzijds omgevingslucht langs de binnenwand 12 van het buisvormig element kan stromen.However, a tubular element 10 as shown in Fig. 1 is preferable to other elements, since in the tubular element 10 of Fig. 1 ambient air from which heat is to be extracted is required along both the outer wall 13 and the inner wall 12. the tubular element can flow, allowing optimal energy recovery. Moreover, in the presence of solar radiation, this solar radiation can act on the outer wall 13 of the tubular element 10, while, on the other hand, ambient air can flow along the inner wall 12 of the tubular element.

81 0 0 58 981 0 0 58 9

Claims

1. Heat exchanging element comprising a plurality of tubular passages, which are next to each other, for transporting a heat exchanging medium and a medium supply chamber and medium discharge chamber connected to the paraffin ducts, characterized in that the tubular element (10) has an inner wall (12 ) and an outer wall (13), between which are partitions (22) to form longitudinal channels (11) as tubular passages.

2. Heat exchange element according to claim 1, characterized in that channels (11) are closed on at least one end face (23) and at their ends at least part of the channels opens into a supply chamber (17) and at least another part of the channels open into a drainage chamber (T8).

Heat exchanging element according to claim 1 or 2, characterized in that all ducts (11) in a supply chamber (17) and all ducts (11) open into a discharge chamber (18), which supply chamber (17) and drain chamber (18) are each located near one end of the tubular member.

Heat exchanging element according to claims 1 to 3, characterized in that the wall parts present between channels (11) and supply and discharge chamber (17, 18) are removed at the location of a supply chamber (17) and a discharge chamber (18).

Heat exchanging element according to one or more of the preceding claims, characterized in that a discharge chamber (18) or supply chamber (17) is formed by a sliding tube part (14 and 15, respectively) provided with an inlet or outlet, which slip tube part (14 or 15) interacts sealingly with the outer wall (12) of tubular element (10), preferably using sealing rings. O. Heat-exchanging element according to claims 1 to 4, characterized in that a discharge chamber (18) or supply chamber (17) is formed by a insert pipe section (14a, 15a) provided with a supply or discharge, which insert pipe section (14a, 15a) interacts sealingly with the inner wall (12) of the tubular element (10), preferably using sealing rings.

Heat-exchanging element according to one or more of the preceding claims, characterized in that the tubular element (10) is provided at one end with a connection (27) between the channels (11) and the discharge chamber (18), respectively. supply chamber (17) are located opposite one another, part of the channels opening into supply chamber (17) and another part into discharge chamber (18).

Heat exchanging element according to claim 7, characterized in that the discharge chamber (18) and supply chamber (17) are formed by a tube part co-acting sealingly with a wall of the tubular element and the discharge chamber (18) and supply chamber (17) of are separated by room dividers (24, 25).

Heat exchanging element according to one or more of the preceding claims, characterized in that the tubular element consists of plastic.

Heat exchanging element according to one or more of the preceding claims, characterized in that the separators form one whole with the outer wall (13) and inner wall (12). 81 0 0 58 9