DE8026871U1

DE8026871U1 - Vorrichtung zum waermetausch

Info

Publication number: DE8026871U1
Application number: DE19808026871
Authority: DE
Original assignee: R & G Schmoele Metallwerke & Co Kg 5750 Menden GmbH
Current assignee: R & G Schmoele Metallwerke & Co Kg 5750 Menden GmbH
Priority date: 1980-10-08
Filing date: 1980-10-08
Publication date: 1981-01-29

Description

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Vorrichtung zum Wärmeaus,tacispl·)

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wärmeaustausch vornehmlich zwischen einem Gas und einer Flüssigkeit, die innerhalb eines das Gas führenden in seiner axialen Länge begrenzton Ringraumes ein oder zwei schraubenlinienförmig gewendelte Rippenrohre aufweist. Die Wärmeübertrager werden hauptsächlich zur Abführung von überhitzungswärme oder Kondensation von Kältemitteln in Kälteanlagen oder Wärmepumpen eingesetzt.

Bei einer bekannten Bauform werden Rippenrohre als Rohrbündel konstruktion eingesetzt, wobei das innenfließende Medium - zumeist Wasser - parallel durch die Rohre geführt wird und das Kältemittel außen strömt und vom Wasser gekühlt wird. Diese Tauscher weisen eine Vielzahl von Lötstellen auf und können keinen Gegenströmer, der besondere Vorteile bei der Ausnutzung vom überhitzten Kältemitteldampf bietet, verwirklichen.

Diese Nachteile werden teilweise von einer anderen Bauart vermieden von sogenannten Koaxial-Systemen, bei denen zwei Rohre, ein Außenrohr mit einem innen axial zum Außenrohr geführten Rippenrohr, zu Spiralen oder Wendeln gebogen werden. Hierdurch können Wärmeübertrager nach dem Gegenstromprinzip verwirklicht werden. Nachteile dieser Bauform sind, daß pro Meter Innenrippenrohr auch jeweils 1 m Außenrohr notwendig ist. Zum anderen nehmen durch die Wendelung der Rohre die Tauscher einen erheblichen Platz in Anspruch. Ferner ist es schwierig, Außenrohr und Innenrohr voneinander abzustützen, um im Betrieb ein Klappern durch die Rohre zu vermeiden.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Wärmeaustausch zwischen einem Gas - vornehmlich einem Kältemittel gas - und einer Flüssigkeit zu schaffen, bei der das Bauvolumen minimal gehalten wird, ein Gegenströmer verwirklicht wird und aus gesundheitlichen Gesichtspunkten keine Lötstellen zwischen Kältemittel und Flüssigkeit (Brauchwasser) auftreten (s. DVGW-Schrift v. 4.10.79).

Gemäß der Erfindung kennzeichnet sich die Lösung dieser Aufgabe dadurch, | daß gewalzte Rippenrohre in Abhängigkeit von ihren Abmessungen auf mini- 1 malern Raum als Wendeln gewickelt werden, ohne daß es zu merklichen Ab- § flachungen der Rohre kommt (wobei der Wickel-f! ca. 2 χ Rippenrohraußen-0 ist). |

Durch Versuche stellte sich heraus, daß bei gewalzten Rippenrohren sich I

f kleinste Wi ekel durchmesser von ca. 2 χ Rippenrohraußen-0 verwirklichen | lassen. Hierdurch werden maximale Oberflächen auf minimalem Raum (Bau- ] volumen) untergebracht, ohne Beeinträchtigung der Strömungsverhältnisse rohrinnenseitig. Speziell bei der Ausführung nach Fig. 1 wird nahezu der gesamte Raum innerhalb des Tauschers durch die Rippenrohrwendel ausgefüllt.

Zur Verbesserung der inneren Wärmeübergangszahlen können die Rohre durch den Berippungsvorgang mit Innenwellung oder spiralförmigen Stegen ausgeführt werden. Die Wendeln 1 - in Einrohr- oder Doppelrohrausführung, mit und ohne Rückführung eines Anschlußrohres - werden in ein Gehäuse 2 geschoben, wobei der freie Strömungsquerschnitt für das strömende Gas inner- , halb der Wendel und zwischen Wendelaußendurchmesser und Gehäusewand auf die jeweilige Leistung abgestimmt wird. Die Rohrenden 4 der Wendeln 1 werden in die Bodenkappen 3 eingelötet. Das Gehäuse 2 erhält zwei Anschlußrohre 5 für den Gaseintritt und Gasaustritt, wobei diese Rohre am Anfang und Ende der Gehäuse um 18o° versetzt angebracht sein sollten. Hierdurch wird ein i· liegender und stehender Einsatz der Tauscher ermöglicht. Der Gaseintritt hat jeweils am obenliegenden Anschlußrohr zu erfolgen, um evtl. konden- ' siertes Kältemittel am unteren Stutzen abführen zu können. Der Wasseranschluß ist so auszuführen, daß das Wasser gegen den Gasstrom geführt wird.

Einzelheiten sind den folgenden Zeichnungen zu entnehmen: 4

P Fig. 1: zeigt eine Wendel 1, bei der beide Wasseranschlüsse 4 auf einer | Seite des Wärmeübertragers in der Bodenplatte eingelötet sind. Das | Rippenrohr wird mit einem geraden Rohrstück angebogen und über diesen zurückgewickelt, so daß das gerade Rohrstück als Verdränger in der Wendel anordnung liegen.

Fig. 2: zeigt einen Wärmeübertrager 1 mit gewendeltem Rippenrohr in Einrohrausführung, bei dem der Wasserein- bzw. -austritt 4 gegenüberliegend angeordnet ist und reiner Gegenstrom zum Gas ermöglicht wird.

Fig. 3: zeigt ein Rippenrohr, das zunächst in U-Form gebogen und anschließend als Doppelwendel gewickelt wurde. Beide Anschlußrohre liegen zu einer Seite; ein reiner Gegenstrom ist hier nicht gegeben.

Fig. 4: zeigt eine Doppelrohrwendel, bei der zwei Rohre parallel zueinander gewickelt werden, wobei die Wasserein- bzw.-austritte (4a u. 4b) gegenüberliegend angeordnet sind und somit ein reiner Gegenstrom zum | Gas ermöglicht wird.

Claims

ι-· 4 ·- Schutzansprüche:

1.) Vorrichtung zum Wärmeaustausch vornehmlich zwischen einem Gas und einer Flüssigkeit, die innerhalb eines das Gas führenden in seiner axialen Länge begrenzten Ringraumes ein schraubenlinienförmig gewendeltes Rippenrohr aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß gewalzte Rippenrohre in Abhängigkeit von ihren Abmessungen mit minimalen Wendeldurchmessern von ca. 2 χ Rippenrohraußen-0 gewickelt werden ohne Beeinträchtigung der Strömungsverhältnisse rohrinnenseitig in der Form, daß das eine Teil des Rippenrohres um das gestreckte andere Ende herumgewickelt wird', wobei das gestreckte Rippenrohr als Verdrängerrohr den freien Innenquerschnitt der Wendel ausfüllt, oder das Rippenrohr verdrängerrohrfrei'gewendelt wird.

2.) Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenrohre auf der Innenseite gewellt sind.

3.) Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenrohre auf der Innenseite spiralförmige Stege aufweisen.

4.) Vorrichtung nach Anspruch 1-3 dadurch gekennzeichnet, daß ein gewendeltes Rippenrohr in Einrohrausführung mit einem Wendel durchmesser von ca. 2 χ Rippenrohraußen-0 so gewendelt wird, daß der Wassereinbzw, -austritt gegenüberliegend angeordnet ist.

5.) Vorrichtung nach Anspruch 1-3 dadurch gekennzeichnet, daß ein Rippenrohr mit einem Wendel durchmesser von ca. 2 χ Rippenrohraußen-0 zunächst in U-Form gebogen wird und anschließend als zwei gängige Wendel gewickelt · wird. Beide Anschlüsse liegen zu einer Seite.

6.) Vorrichtung nach Anspruch 1 - 3 dadurch gekennzeichnet, daß zwei Rippenrohre mit einem Wendel durchmesser von ca. 2 χ Rippenrohraußen-0 parallel zueinander gewickelt werden, wobei die Wasserein- bzw. -austritte gegenüberliegend angeordnet sind und somit ein reiner Gegenstrom zum Gas ermöglicht wird.