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DE102009007580A1 - Wärmetauscher - Google Patents

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DE102009007580A1
DE102009007580A1 DE200910007580 DE102009007580A DE102009007580A1 DE 102009007580 A1 DE102009007580 A1 DE 102009007580A1 DE 200910007580 DE200910007580 DE 200910007580 DE 102009007580 A DE102009007580 A DE 102009007580A DE 102009007580 A1 DE102009007580 A1 DE 102009007580A1
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DE
Germany
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tubes
fluid
heat exchanger
mat
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DE200910007580
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Donald Herbst
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Priority to US13/054,546 priority patent/US20120103586A1/en
Priority to JP2011517820A priority patent/JP2011528425A/ja
Priority to CN2009801362670A priority patent/CN102187169A/zh
Priority to EP09777582A priority patent/EP2307839A1/de
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/06Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of plastics material
    • F28F21/062Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of plastics material the heat-exchange apparatus employing tubular conduits
    • F28F21/063Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of plastics material the heat-exchange apparatus employing tubular conduits for domestic or space-heating systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0089Systems using radiation from walls or panels

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Abstract

Es ist ein Wärmetauscher mit einem aus zumindest einer Kapillarrohrmatte bestehenden Kapillarrohrregister gezeigt, wobei die Kapillarrohrmatte aus Kapillarlängsrohren (1) und Kapillarquerrohren (2) gebildet ist, die ein zu kühlendes und/oder zu erwärmendes Fluid aufnehmen und für den Fluiddurchgang netzartig miteinander verbunden sind. Die Kapillarrohrmatte weist jeweils für die Zuführung sowie die Abführung von Fluid zu/von den Kapillarlängs- und Kapillarquerrohren mindestens einen Ausschnitt auf, in dem eine geschlossene Kammer (3, 4) gebildet ist, in die mindestens ein Kapillarlängs- und/oder Kapillarquerrohr mündet und die außerhalb der Mattenebene mit einer Anschlussleitung für die Zuführung des Fluids von einer Fluidquelle oder die Abführung des Fluids zu einer Fluidsenke verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 8.
  • Kapillarrohre bieten gute Voraussetzungen für eine Verwendung beispielsweise in Luft/Wasser-Wärmetauschern. Sie benötigen relativ wenig sowie zudem kostengünstiges material zu ihrer Herstellung und bieten eine relativ große Außenfläche für den Wärmeübergang und damit einen mehrfach höheren Wärmeübergangswert im Vergleich beispielsweise mit Plattenwärmetauschern. Zudem sind sie korrosionsfest gegenüber Wasser und Sorptionslösungen. Als Kapillarrohre werden flexible Kunststoffrohre mit einem Außendurchmesser von 0,5 bis 5 mm bezeichnet.
  • Die Kapillarrohre sind zu Matten zusammengefasst, wobei die Rohre im Abstand von etwa 3 bis 20 mm parallel zueinander angeordnet und an dem einen Ende mit einem gemeinsamen Stamm für den Zulauf von Wasser oder eines anderen Heiz- bzw. Kühlfluids sowie an dem anderen Ende mit einem gemeinsamen Stamm für den Rücklauf des Wassers oder anderen Heiz- bzw. Kühlfluids vorgesehen sind. Die Kapillarrohre werden durch Abstandshalter in ihrer gegenseitigen Lage gehalten. Eine derartige Matte ist beispielsweise in der DE 196 40 514 A1 gezeigt. Dennoch ergeben diese Kapillarrohrmatten noch keinen zufriedenstellenden Wirkungsgrad für einen Wärmetauscher. auch ist der Materialaufwand für ihre Herstellung durch die Verwendung der Abstandshalter noch erheblich.
  • Es wurde daher bereits eine Kapillarrohrmatte vorgeschlagen, die aus für den Fluiddurchgang netzartig miteinander verbundenen Kapillarlängs- und Kapillarquerrohren gebildet ist, wobei zumindest die Kapillarlängsrohre mit ihren Enden gemeinsam jeweils an einen Stand für die Zu- bzw. Abführung des Fluids angeschlossen sind. Hierdurch kann die Wärmeaustauschfläche gegenüber der Verwendung einer nur aus Kapillarlängsrohren bestehenden Matte deutlich vergrößert, gegebenenfalls sogar verdoppelt werden. Da die Kapillarquerrohre den gegenseitigen Abstand der Kapillarlängsrohre sicherstellen, entfallen auch die Abstandshalter, wobei davon ausgegangen werden kann, dass der Materialaufwand für die Kapillarquerrohre etwa dem für die Abstandshalter entspricht.
  • Es ist jedoch aufgrund der jeweiligen Raumbedingungen häufig erwünscht, dass die Stämme (Verteiler) möglichst kurz oder nicht direkt an den Rändern der Matte angeordnet sind. Für einen kurzen Stamm ist erforderlich, dass die an diesen anzuschließenden Kapillarrohre einen möglichst geringen gegenseitigen Abstand haben. Üblicherweise werden die Kapillarrohre jedoch mit einem Flansch radial an den Stamm angeschweißt. Dieser Flansch verhindert, dass der Abstand in gewünschter Weise verringert werden kann.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wärmetauscher mit einem aus zumindest einer Kapillarrohrmatte bestehenden Kapillarrohrregister, wobei die Kapillarrohrmatte aus Kapillarlängsrohren und Kapillarquerrohren gebildet ist, die ein zu kühlendes und/oder zu erwärmendes Fluid aufnehmen und für den Fluiddurchgang netzartig miteinander verbunden sind, zu schaffen, bei dem die Verteiler für die Zu- bzw. Abführung des Fluids nicht in störender Weise direkt an den Rändern der Matte angeordnet sind.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Wärmetauscher mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. einen Wärmetauscher mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Vorteilhafte Weiterbildungen des jeweiligen Wärmetauschers ergeben sich aus den jeweils zugeordneten Unteransprüchen.
  • Dadurch, dass gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden die Kapillarrohrmatte jeweils für die Zuführung sowie die Abführung von Fluid zu/von den Kapillarlängs- und Kapillarquerrohren mindestens einen Ausschnitt aufweist, in dem eine geschlossene Kammer gebildet ist, in die mindestens ein Kapillarlängs- und/oder Kapillarquerrohr mündet und die außerhalb der Mattenebene mit einer Anschlussleitung für die Zuführung des Fluids von einer Fluidquelle oder die Abführung des Fluids zu einer Fluidsenke verbunden ist, können die Verteiler innerhalb der Mattenfläche angeordnet werden, so dass kein zusätzlicher Raum hierfür außerhalb der Matte vorgesehen werden muss. Die Matte kann somit eine vorgegebene Wärmetauscher fläche voll ausnutzen.
  • Vorzugsweise besteht die Kapillarrohrmatte aus zwei flächig miteinander verbundenen Kunststofffolien, die einerseits konvexe Erhebungen und andererseits komplementäre konkave Vertiefungen zur Bildung der Kapillarlängs- und Kapillarquerrohre aufweisen. Die geschlossene Kammer hat dann vorteilhaft eine derartige Ausbildung, dass der Ausschnitt in einer der Kunststofffolien besteht und die andere der Kunststofffolien in dem dem Ausschnitt gegenüberliegenden Bereich durchgehend ist, und weiterhin eine Abdeckung den Ausschnitt umschließt und mit der den Ausschnitt aufweisenden Kunststofffolie durchgehend verbunden ist, wobei die der Kunststofffolie zugewandte Fläche der Abdeckung deren Kontur angepasst ist.
  • Um eine übermäßige Zugspannung in der nicht ausgeschnittenen Folie zu vermeiden, sind innerhalb der Kammer an der Abdeckung befestigte Zuganker vorgesehen, die mit den in der Mattenebene verlaufenden, flachen Bereichen der nicht ausgeschnittenen Kunststofffolie innerhalb der Kammer verbunden sind.
  • Dadurch, dass gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung die Kapillarlängsrohre und die Kapillarquerrohre jeweils unter einem Winkel gegenüber den Stirnseiten der Kapillarrohrmatte verlaufen, dass an mindestens einer der Stirnseiten jeweils ein Paar aus einem Kapillarlängsohr und sich mit diesem kreuzenden Kapillarquerrohr mit einem gemeinsamen Anschlussrohr für die Zu- oder Abführung des Fluids, die außerhalb der Kapillarrohrmatte verläuft, verbunden ist, dass die Anschlussrohre über Querrohre mit einer gegenüber der Anzahl der Anschlussrohre reduzierten Anzahl miteinander verbunden sind und die freien Enden der Querrohre jeweils in einer Öffnung in einer Außenwand eines Sammelrohrs (13) für die Zu- oder Abführung des Fluids münden, können die Sammelrohre bzw. Verteiler an beliebigen Stellen außerhalb der Matte angeordnet werden, so dass die gleichen Vorteile wie bei dem Wärmetauscher nach dem ersten Aspekt erhalten werden. Weiterhin können die Sammelleitungen sehr kurz ausgebildet sein, da die Anzahl der in sie mündenden Kapillarrohre gegenüber der Anzahl der die Matte bildenden Kapillarrohre deutlich reduziert ist.
  • Zweckmäßig bestehen die Kapillarrohrmatte, die Anschlussrohre und die Querrohre aus zwei flächig miteinander verbundenen Kunststofffolien, die einerseits konvexe Erhebungen und andererseits komplementäre konkave Vertiefungen zur Bildung der Kapillarlängs- und Kapillarquerrohre, der Anschlussrohre sowie der Querrohre aufweisen.
  • Bei dem Wärmetauscher nach dem ersten Aspekt verlaufen die Anschlussleitungen für die Zu- und Abführung des Fluids innerhalb der Mattenfläche, jedoch außerhalb der Mattenebene. Dieser Wärmetauscher ist daher nicht für eine Konfiguration geeignet, bei der mehrere Kapillarrohrmatten unmittelbar aufeinanderliegend verwendet werden. Hingegen ist er beispielsweise für Kühldecken hervorragend geeignet, bei denen die Kapillarrohrmatten nur nebeneinander, jedoch nicht übereinander liegen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1. einen Wärmetauscher mit Fluidvertei lungskammern in der Fläche der Kapillarrohrmatte in der Draufsicht,
  • 2.1 die obere Folie der Kapillarrohrmatte und die Abdeckung der in 1 gezeigten oberen Kammer im Schnitt,
  • 2.2 die in 1 obere Kammer im Schnitt vor dem Verschweißen der beiden Folien der Kapillarrohrmatte,
  • 2.3 die in 1 obere Kammer im Schnitt nach dem Verschweißen der beiden Folien der Kapillarrohrmatte,
  • 2.4 einen horizontalen Schnitt durch die Kamme nach 2.3,
  • 3. einen vertikalen Schnitt durch eine Kammer mit modifizierter Konfiguration, und
  • 4. die Draufsicht auf einen Wärmetauscher mit Sammelrohren außerhalb der Fläche der Kapillarrohrmatte.
  • 1 zeigt eine Kapillarrohrmatte mit sich unter einem rechten Winkel kreuzenden Kapillarlängsrohren 1 und Kapillarquerrohren 2, deren Innenräume in den Kreuzungspunkten jeweils so miteinander verbunden sind, dass in dem einen Kapillarrohr strömendes Fluid in das andere Kapillarrohr eintreten kann. Das Innere sämtlicher Kapillarrohre bildet somit einen zusammenhängenden Raum. Es besteht an den Rändern der Kapillarrohrmatte keine Verbindung des Innenraums der Kapillarrohre nach außen.
  • Innerhalb der von der Kapillarmatte eingenommenen Fläche befinden sich zwei Kammern 3 und 4, einerseits für die Zuführung eines Fluids in das Innere der Kapillarrohre und andererseits für die Abführung des Fluids aus diesen. In den Kammern 3 und 4 sind die jeweils zu diesen hinzuführenden bzw. von diesen wegführenden Kapillarlängs- und Querrohre unterbrochen, d. h. in der oberen Kammer 3 zwei Längsrohre 1 und zwei Querrohre 2 sowie in der unteren Kammer 4 drei Längsrohre 1 und zwei Querrohre 2. Zwischen dem Inneren der unterbrochenen Kapillarrohre und dem Inneren der jeweiligen Kammer besteht eine Verbindung, so dass in den Kapillarrohren befindliches Fluid in die Kammer und in der Kammer befindliches Fluid in die Kapillarrohre eintreten kann. Die Kammern 3 und 4 sind zusätzlich mit jeweils einem nicht gezeigten Anschluss für die Zu- oder Abführung des Fluids von/nach außen versehen; so ist beispielsweise die Kammer 3 über den mit einer Zuführleitung und die Kammer 4 über den Anschluss mit einer Abführleitung verbunden.
  • Die Lage und die Größe der Kammern ist so gewählt, dass sich das durch die Kapillarrohrmatte strömende Fluid möglichst gleichmäßig über diese verteilt. Gegebenenfalls können auch mehrere kleinere Kammern an verschiedenen Stellen der Kapillarrohrmatte jeweils für die Zuführung und/oder Abführung des Fluids vorgesehen sein. Die Größe und die Verteilung der Kammern wird im Wesentlichen durch die durch die Kapillarrohrmatte hindurchgeführte Fluidmenge und den zulässigen Druckverlust bestimmt.
  • Der Aufbau beispielsweise der Kammer 3 ist in den 2.1 bis 2.4 dargestellt. Dabei wird davon ausgegangen, dass die Kapillarrohrmatte nicht aus Ein zelrohren besteht, sondern aus zwei durchgehenden Kunststofffolien besteht, von denen die eine dem Verlauf der Kapillarrohre entsprechende Erhebungen und die andere komplementäre konkave Vertiefungen aufweisen. Zur Herstellung der Kapillarrohrmatte werden die Folien ganzflächig zusammengeschweißt, wobei eine Erhebung und eine Vertiefung jeweils ein Kapillarrohr bilden. Am Rand der Matte kann das betreffende Kapillarrohr zusammengedrückt und durch Wärmezufuhr die zusammengedrückte Innenwand verschweißt werden, so dass die Verbindung nach außen unterbrochen wird.
  • 2.1 zeigt einen Teil nur der oberen Folie 5 mit Erhebungen, die jeweils die obere Hälfte 1.1 der Kapillarlängsrohre 1 sowie die obere Hälfte 2.1 der Kapillarquerrohre 2 bilden. Im Bereich der Kammer 3 ist die Folie 5 ausgeschnitten, wobei sich der quadratische Ausschnitt 6 über zwei Kapillarlängsrohre 1 und senkrecht dazu über zwei Kapillarquerrohre 2 erstreckt.
  • Auf die Folie 5 wird eine Abdeckung 7 gesetzt, deren Seitenwände ein Quadrat bilden und den Ausschnitt 6 umgeben. Die Unterseite der Seitenwände ist der Kontur der Folie 5 angepasst, d. h. in den Bereichen zwischen Kapillarrohren ist sie eben und im Bereich der Kapillarrohre mit den Erhebungen entsprechenden Vertiefungen versehen. Die Abdeckung 7 besteht vorzugsweise aus Kunststoff und ist mit der Folie 5 fluiddicht verschweißt.
  • 2.2 zeigt einen entsprechenden Teil der unteren Folie 8 mit den Erhebungen in der Folie 5 entsprechenden Vertiefungen, die jeweils die untere Hälfte 1.2 der Kapillarlängsrohre 1 sowie die untere Hälfte 2.2 der Kapillarquerrohre 2 bilden. Die untere Folie 8 ist durchgehend, d. h. ohne einen dem Ausschnitt 6 in der oberen Folie 5 entsprechenden Ausschnitt. Wenn daher die untere Folie 8 gemäß 2.2 an die obere Folie 5 angelegt und verschweißt wird, werden nicht nur die Kapillarlängs- und -querrohre 1, 2 gebildet, sondern auch die Kammern 3 und 4 werden von unten geschlossen.
  • 2.3 zeigt die geschlossene Kammer 3 nach dem Verschweißen der Folien 5 und 8. Da innerhalb der Kammer 3 die obere Folie 5 ausgeschnitten ist, besteht eine Verbindung zwischen dem inneren der Kammer 3 und dem Inneren der in die Kammer mündenden Kapillarlängs- und -querrohre. Da die Abdeckung 7 zusätzlich mit einem nicht dargestellten Anschluss für die Verbindung mit einer Fluidquelle oder Fluidsenke versehen ist, kann über die Kammer 3 die Kapillarrohrmatte mit Fluid gespeist oder Fluid aus dieser abgezogen werden. Die Ausbildung der Anschlüsse kann sehr vielfältig sein; sie können in der Seitenwand oder der Decke der Kammer 3 angeordnet sein.
  • In 2.3 sind außerhalb des Bereichs der Abdeckung 7 die zwischen den sich kreuzenden Kapillarlängs- und -querrohren 1, 2 der Matte liegenden ebenen Bereiche der Folien 5 und 8 ausgeschnitten, so dass nur noch das Rohrnetz verbleibt. Hierdurch kann das Gewicht der Kapillarrohrmatte reduziert werden und es wird eine Materialersparnis erzielt.
  • Die Folien 5 und 8 haben eine Stärke von nur 0,2 bis 0,3 mm. Die aus den halbkreisförmigen Erhebungen und Vertiefungen gebildeten Kapillarrohre haben einen Innendurchmesser von z. B. 1,0 mm. Die in der Folie auftretende Zugspannung ist proportional zur Foliendicke, dem Innendurchmesser und dem Innendruck. Die Fo liendicke ist beispielsweise so ausgelegt, dass sie bei einem Innendruck von 10 bar die für das Folienmaterial, das üblicherweise Polypropylen ist, zugelassene Maximalspannung nicht überschritten wird. Dies gilt dann für den jeweiligen Innendurchmesser der Kapillarrohre; wird demgegenüber der Innendurchmesser verdoppelt, muss auch die Foliendicke verdoppelt werden, damit die Zugspannung gleich bleibt.
  • Der Ausschnitt in der Folie 5 im Bereich der Kammern bewirkt faktisch eine Vergrößerung des Innendurchmessers bei der Folie 8 auf den Innenabstand von zwei gegenüberliegenden Seitenwänden der Abdeckung 7. Dies hat eine entsprechende Erhöhung der Zugspannung in der Folie 8 zur Folge. Demgemäß müsste die Folie 8 im Bereich der Kammern entsprechend verdickt werden. Da dies fertigungstechnisch zu erheblichen Schwierigkeiten führen würde, könnte man die Folie 8 über die gesamte Länge entsprechend dicker ausbilden, was jedoch zu einem stark erhöhten Materialaufwand führt.
  • Aus diesem Grund weist die Abdeckung 7 im Innern abhängig von ihrer Größe mindestens einen Zuganker 9 auf, dessen oberes Ende in der Abdeckung 7 fixiert ist und dessen unteres Ende, das um die Stärke der Folie 5 über die Seitenwände der Abdeckung 7 hinaus nach unten vorsteht, mit der Folie 8 verschweißt wird. Der Zuganker 9 ist daher vorzugsweise einstückig mit der Abdeckung 7 ausgebildet und besteht aus demselben Material wie diese.
  • Die Draufsicht auf einen horizontalen Schnitt durch die Kammer gemäß 2.4 zeigt, dass der Zuganker 9 einen Querschnitt hat, der dem ebenen Bereich der Folie 8 entspricht, der von zwei benachbarten unteren Hälften 1.2 der Kapillarlängsrohre 1 und zwei benach barten unteren Hälften 2.2 der Kapillarquerrohre 2 umgrenzt ist. Dieser ebene Bereich ist somit vollflächig mit dem Zuganker 9 verbunden. Die Anzahl der Zuganker 9 richtet sich nach der Größe der jeweiligen Kammer, d. h. der Anzahl der von der Abdeckung 7 umschlossenen ebenen Bereiche der Folie 8. Die Kammer 4 in 1 weist dementsprechend zwei Zuganker 9 auf.
  • Die Zuganker 9 haben die Wirkung, dass die Zugspannung in der Folie 8 im Bereich der Kammern nicht ansteigt und dass ein Ausbeulen der Folie 8 durch den Fluiddruck im Innern der Kammern verhindert wird.
  • Wird die Kapillarrohrmatte in der Weise hergestellt, dass zunächst die Abdeckung 7 und der Zuganker 9 mit der oberen Folie 5 verschweißt werden und erst dann der Ausschnitt 6 hergestellt wird, dann werden nur die entsprechenden Kapillarlängs- und -querrohre 1, 2 ausgeschnitten, während der zwischen den ausgeschnittenen Rohren liegende ebene Teil der Folie 5 unter dem Zuganker 9 verbleibt und nachfolgend mit der unteren Folie 8 verschweißt wird. Die untere Fläche des Zugankers 9 liegt dann in einer Ebene mit den unteren Stirnflächen der Seitenwände der Abdeckung 7.
  • Das obere Ende der Zuganker 9 kann, wie die 2.1 bis 2.3 zeigen, an der Decke der Abdeckung 7, oder, wie 3 zeigt, an einem von gegenüberliegenden Seitenwänden getragenen Quersteg 10 befestigt sein. Der Quersteg 10 darf jedoch nicht die Strömung des Fluids zwischen Kapillarrohren und der Anschlussleitung behindern.
  • Die Ausführungsform nach 4 kann vorteilhaft sein, wenn es aus Platzgründen nicht sinnvoll ist, die aus der Mattenebene herausragenden Abdeckungen sowie die innerhalb der Mattenfläche, jedoch ebenfalls außerhalb der Mattenebene verlaufenden Anschlussleitungen für das Fluid zu verwenden. Die ist beispielsweise der Fall, wenn die Matten in Luftwärmetauschern eingesetzt werden, bei denen mehrere Matten dicht hintereinander angeordnet sind.
  • Es wird hier eine Matte verwendet, bei der die sich kreuzenden Kapillarrohre nicht parallel oder senkrecht, sondern jeweils um 45° geneigt zu den Seiten der Matte verlaufen. Zu deren Unterscheidung werden die von unten links nach oben rechts verlaufenden Rohre als Kapillarlängsrohre 1 und die von unten rechts nach oben links verlaufenden Rohre als Kapillarquerrohre 2 bezeichnet. die Kapillarlängsrohre und die Kapillarquerrohre können jedoch auch unter anderen Winkeln als 45° gegenüber den Seiten der Matte verlaufen.
  • Die sich kreuzenden Kapillarrohre sind an den Längsseiten der Matte geschlossen. An den Stirnseiten sind die beiden sich jeweils kreuzenden Kapillarrohre unverschlossen und werden als ein gemeinsames Anschlussrohr 11 aus der Mattenfläche herausgeführt. Die Anzahl der Anschlussrohre 11 auf jeder Stirnseite ist somit gegenüber der Anzahl der die Matte bildenden Kapillarrohre, d. h. der Kapillarlängsrohre 1 und der Kapillarquerrohre 2, auf die Hälfte reduziert.
  • Die Anschlussrohre 11 wiederum sind über Querrohre 12 in der für den jeweiligen Anwendungsfall günstigsten Weise miteinander verbunden, mit dem Ziel, die Anzahl der Rohre weiter zu verringern. So zeigt das in 4 dargestellte Beispiel vierzig Mattenrohre 1, 2, zwanzig Anschlussrohre 11 und schließlich fünf Querrohre 12.
  • Die freien Enden der Querrohre 12 werden so geführt, dass sie parallel zueinander verlaufen und in möglichst engem gegenseitigem Abstand in Durchgangslöchern in der Wand eines Sammelrohrs 13 münden. Der Abstand kann dadurch sehr gering gehalten werden, dass die Rohrenden in die Durchgangslöcher gesteckt werden und dann die Rohrenden innerhalb der Durchgangslöcher mit deren Wand verschweißt werden. Die Durchgangslöcher für eine Kapillarrohrmatte sind in Umfangsrichtung des Sammelrohrs 13 nebeneinander angeordnet, und die Durchgangslöcher der für die mehreren hintereinander liegenden Kapillarrohrmatten sind in Längsrichtung des Sammelrohrs 13 hintereinander angeordnet. Das Sammelrohr 13 auf der einen Stirnseite der Kapillarrohrmatten dient zur Zuführung des Fluids zu diesem, und das Sammelrohr 13 auf der anderen Stirnseite der Kapillarrohrmatten dient zur Abführung des Fluids von diesen.
  • Die Gesamtanordnung aus den Kapillarlängs- und -querrohren 1, 2, den Anschlussrohren 11 und den Querrohren 12 kann wie in den 2.1 bis 2.4 für die Kapillarrohrmatte nach 1 aus zwei miteinander verschweißten Kunststofffolien bestehen. Dabei ist es insbesondere aus fertigungstechnischen Gründen vorteilhaft, wenn die Kapillarlängs- und -querrohre 1, 2, die Anschlussrohre 11 und die Querrohre 12 denselben Innendurchmesser haben. Die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids in diesen Rohren ist dann entsprechend dem Verhältnis ihrer Anzahl unterschiedlich.
  • Um die freien Enden der Querrohre 12 in die Durchgangslöcher im Sammelrohr 13 stecken zu können, müssen die ebenen Folienbereiche zwischen diesen enden, soweit wie diese in die Durchgangslöcher eingesetzt werden, ausgeschnitten sein.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 19640514 A1 [0003]

Claims (11)

  1. Wärmetauscher mit einem aus zumindest einer Kapillarrohrmatte bestehenden Kapillarrohrregister, wobei die Kapillarrohrmatte aus Kapillarlängsrohren (1) und Kapillarquerrohren (2) gebildet ist, die ein zu kühlendes und/oder zu erwärmendes Fluid aufnehmen und für den Fluiddurchgang netzartig miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapillarrohrmatte jeweils für die Zuführung sowie die Abführung von Fluid zu/von den Kapillarlängs- (1) und Kapillarquerrohren (2) mindestens einen Ausschnitt (6) aufweist, in dem eine geschlossene Kammer (3, 4) gebildet ist, in die mindestens ein Kapillarlängs- (1) und/oder Kapillarquerrohr (2) mündet und die außerhalb der Mattenebene mit einer Anschlussleitung für die Zuführung des Fluids von einer Fluidquelle oder die Abführung des Fluids mit einer Fluidsenke verbunden ist.
  2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapillarrohrmatte aus zwei flächig miteinander verbundenen Kunststofffolien (5, 8) besteht, die einerseits konvexe Erhebungen (1.1, 2.1) und andererseits komplementäre konkave Vertiefungen (1.2, 2.2) zur Bildung der Kapillarlängs- (1) und Kapillarquerrohre (2) aufweisen.
  3. Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausschnitt (6) nur in einer der Kunststofffolien (5) besteht und die andere der Kunststofffolien (8) in dem dem Ausschnitt (6) gegenüberliegenden Bereich durchgehend ist.
  4. Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abdeckung (7) den Ausschnitt (6) umschließt und mit der den Ausschnitt (6) aufweisenden Kunststofffolie (5) durchgehend verbunden ist, wobei die der Kunststofffolie (5) zugewandte Fläche der Abdeckung (7) deren Kontur angepasst ist.
  5. Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Kammer (3) an der Abdeckung (7) befestigte Zuganker (8) vorgesehen sind, die mit den in der Mattenebene verlaufenden, flachen Bereichen der nicht ausgeschnittenen Kunststofffolie (8) innerhalb der Kammer (3) verbunden sind.
  6. Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Zuganker (8) jeweils einem von Erhebungen bzw. Vertiefungen (1.2, 2.2) umgebenen, flachen Bereich der nicht ausgeschnittenen Kunststofffolie (8) entspricht.
  7. Wärmetauscher nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen den beiden Kunststofffolien (5, 8), die Verbindung zwischen der Abdeckung (7) und der ausgeschnittenen Kunststofffolie (5) sowie die Verbindung zwischen den Zugankern (9) und der nicht ausgeschnittenen Kunststofffolie (8) Schweißverbindungen sind.
  8. Wärmetauscher mit einem aus zumindest einer Kapillarrohrmatte bestehenden Kapillarrohrregister, wobei die Kapillarrohrmatte aus Kapillar längsrohren (1) und Kapillarquerrohren (2) gebildet ist, die ein zu kühlendes und/oder zu erwärmendes Fluid aufnehmen und für den Fluiddurchgang netzartig miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapillarlängsrohre (1) und die Kapillarquerrohre (2) jeweils unter einem Winkel gegenüber den Stirnseiten der Kapillarrohrmatte verlaufen, das an mindestens einer der Stirnseiten jeweils ein Paar aus einem Kapillarlängsrohr (1) und einem sich mit diesem kreuzenden Kapillarquerrohr (2) mit einem gemeinsamen Anschlussrohr (11) für die Zu- oder Abführung des Fluids, die außerhalb der Kapillarrohrmatte verläuft, verbunden ist, dass die Anschlussrohre (11) über Querrohre (12) mit einer gegenüber der Anzahl der Anschlussrohre (11) reduzierten Anzahl miteinander verbunden sind und die freien Enden der Querrohre (12) jeweils in einer Öffnung in einer Außenwand eines Sammelrohrs (13) für die Zu- oder Abführung des Fluids münden.
  9. Wärmetauscher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapillarrohrmatte, die Anschlussrohre (11) und die Querrohre (12) aus zwei flächig miteinander verbundenen Kunststofffolien bestehen, die einerseits konvexe Erhebungen und andererseits komplementäre konkave Vertiefungen zur Bildung der Kapillarlängs- (1) und Kapillarquerrohre (2), der Anschlussleitungen (11) sowie der Querleitungen (12) aufweisen.
  10. Wärmetauscher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenquerschnitt jeweils der Kapillarlängs- (1) und Kapillarquerrohre (2), der Anschlussrohre (11) und der Querrohre (12) einander gleich ist.
  11. Wärmetauscher nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststofffolien an den in die Sammelleitung (13) mündenden Enden der Querrohre (12) zwischen diesen ausgeschnitten sind.
DE200910007580 2008-07-18 2009-02-02 Wärmetauscher Withdrawn DE102009007580A1 (de)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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