DE2708270A1

DE2708270A1 - Heat exchanger flat panel with channels - has middle panel separating expanded channels in enclosing sheet metal panels

Info

Publication number: DE2708270A1
Application number: DE19772708270
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Phys Dr Rittmayer
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1977-02-25
Filing date: 1977-02-25
Publication date: 1978-08-31

Abstract

The heat transfer system has flat element with channels for fluid flow. The channels in the flat element are expanded by internal pressure. The heat exchanger body has two separate channel systems. The flow channels (2, 6) of one system run parallel to the corresponding part of the other channel system. Both sides of the flat heat exchanger have a middle panel (4) and the channels are arranged on both sides of this middle panel as mirror images. The middle panel separates these channels for heat exchange purposes. The heat exchanging fluid channels can run as convoluted channels on the flat heat exchanger.

Description

Wärmetransport ystemHeat transport system

Die Erfindung bezieht sich auf ein W§rmetransportsystem mit einem Energieträger, der in Strömungskanälen strömt, die in Blähtechnik hergestellt sind. Der Metallkörper aus gut wärmeleitendem Material besteht bekanntlich aus Blechplatten, die vorzugsweise durch Druckschweißen miteinander verbunden sind.The invention relates to a heat transport system with a Energy carrier that flows in flow channels that are manufactured using expansion technology. The metal body made of a material that conducts heat well is known to consist of sheet metal plates, which are preferably connected to one another by pressure welding.

Zur Herstellung des Systems von inneren Kanälen, die von einem strömenden Energieträger, beispielsweise Wasser oder Luft, durchflossen werden, sind die Platten mit einer Auflage in der Form eines Musters versehen, das dem Kanalsystem entspricht.To create the system of internal channels leading from a flowing Energy carriers, for example water or air, are traversed by the plates provided with an overlay in the form of a pattern that corresponds to the duct system.

Diese Auflage verhindert das Verschweißen der Blechteile. Anschließend werden die übrigen Blechteile durch Druckschweißen miteinander verbunden und dann die Kanäle selbst durch erhöhten Innendruck aufgeweitet. Dieses Herstellungsverfahren ist bekannt als sogenannte Blähblechtechnik (DT-OS 26 19 371).This overlay prevents the sheet metal parts from welding. Afterward the remaining sheet metal parts are connected to one another by pressure welding and then the channels themselves widened by increased internal pressure. This manufacturing process is known as the so-called expanded sheet technology (DT-OS 26 19 371).

In Wärmetauschern wird bekanntlich die Wärmeenergie eines Wärmeträgers entsprechend einer vorgegebenen Temperaturdifferenz auf einen anderen Energieträger übertragen, ohne daß dabei die beiden Wärmeträger vermischt werden. In verschiedenen bekannten Ausführungsformen solcher Wärmetauscher befindet sich jeweils einer der Energieträger in einem Innen- oder Außenrohr. Die rohrförmige Zwischenwand besteht aus einem gut wärmeleitenden Material, so daß eine gute Wärmeübertragung zwischen den beiden Energieträgern sichergestellt ist. Die Herstellung solcher färmetauscher ist jedoch verbltnismäßig kompliziert.It is known that the heat energy of a heat carrier is used in heat exchangers to another energy source according to a given temperature difference transferred without the two heat carriers being mixed. In different known embodiments of such heat exchangers is each one of the Energy carrier in an inner or outer tube. The tubular partition is made Made of a material that conducts heat well, so that there is good heat transfer between the two energy sources is ensured. The manufacture of such heat exchangers however, it is relatively complicated.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die bekannten Wärmetauscher mit mehreren strömenden Energietr'icrn zu vereinfachen und zu verbessern, insbesondere sollen diese ärmetauscher in der bekannten 1lahblechtecirnik hergestellt werden können.The invention is now based on the object of the known heat exchangers to simplify and improve with several flowing energy vehicles, in particular these heat exchangers should be manufactured in the well-known 1lahblechtecirnik can.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelos-t, daß bei einem Wärmetransportsystem der eingangs genannten Art mit einem flachen Körper, dessen Strömungskanäle in Blähtechnik hergestellt sind, der Körper als Wärmetauscher mit zwei Setrennten Kanalsystemen gestaltet ist, bei denen Jeweils wenigstens Teile der Strömungskanäle eines Systems parallel zu entsprechenden Teilen des anderen Systems verlaufen. Vorzugsweise können die beiden Flachseiten eines Mittelblechs Jeweils mit einem System von Strömungskanälen versehen sein, die derart spiegelsymmetrisch zum Mittelblech verlaufen, daß wenigstens die wesentlichen Teile der Strömungskanäle des einen Kanalsystems von entsprechenden Teilen der Strömungskanäle des anderen i&analsystems nur durch dieses Nittelblech voneinander getrennt sind. Die mit Ausnahme der Anfangs- und Endteile in dem Kanalsystem im allgemeinen parallel zueinander verlaufenden Kanäle liegen Jeweils an beiden Seiten des Mittelblechs einander gegenüber, so daß die Wärme beim Austausch lediglich durch das Iiittelblech hindurchtreten muß.According to the invention, this object is achieved in that at one Heat transport system of the type mentioned with a flat body whose Flow channels are made in expansion technology, using the body as a heat exchanger two separate channel systems is designed, each of which has at least parts the flow channels of one system parallel to corresponding parts of the other System run. Preferably, the two flat sides of a central sheet Each be provided with a system of flow channels that are mirror-symmetrical in this way to the middle plate run that at least the essential parts of the flow channels of one channel system from corresponding parts of the flow channels of the other i & anal systems are only separated from each other by this central sheet. With Except for the beginning and end parts in the channel system, generally parallel to each other running channels are opposite each other on both sides of the middle plate, so that the heat can only pass through the middle plate during the exchange got to.

Die Herstellung dieses Wärmetauschers erfolgt in einer abgewandelten Blähblechtechnik. Auf beiden Seiten des Mittelblechs wird jeweils ein Seitenblech unter Aussparung des gewünschten Kanalmusters fest aufgebracht. Bei Verwendung von Aluninium erfolgt diese Verbindung in einfacher Weise nach dem bekannten Rollbond-Verfahren. Werkstoffe, die für dieses Verfahren ungeeignet sind, wie beispielsweise Stahl, können auch nach einem Rollnaht-Schweißverfahren oder in Klebetechnilr bearbeitet werden. Anschließend werden dann die Kanäle mit Druckgas aufgeblasen.The production of this heat exchanger takes place in a modified one Expanded sheet technology. There is a side plate on each side of the middle plate Firmly applied, leaving out the desired channel pattern. When using Aluninium makes this connection in a simple manner according to the known rollbond process. Materials that are unsuitable for this process, such as steel, can also be processed using a roll seam welding process or using an adhesive technique will. The channels are then inflated with compressed gas.

In einer weiteren Ausftihrungsform können die beiden Kanalsysteme jeweils aus einem einzigen maanderförmig verlaufenden Strömungskanal bestehen, die in dem flachen Körper derart kreuzungsfrei verlaufen, daß Jeweils abwechselnd ein Mäanderbogen des einen Kanalsystems einen Mäanderbogen des anderen Kanalsystems umgibt.In a further embodiment, the two channel systems each consist of a single meandering flow channel that in the flat body in such a way that they do not cross run that respectively alternately a meander arc of one canal system and a meander arc of the other Canal system surrounds.

In dieser Ausführungsform erfolgt der Wärmeaustausch zwischen den beiden Kanalsystemen nicht senkrecht zur Richtung des Flachkörpers, sondern über kurze Wege in der Richtung des Flachkörpers durch das Metall.In this embodiment, the heat exchange takes place between the two channel systems not perpendicular to the direction of the flat body, but across short paths in the direction of the flat body through the metal.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in deren beiden Figuren Jeweils ein Ausführungsbeispiel eines Wärmetauschers nach der Erfindung schematisch veranschaulicht ist.To further explain the invention, reference is made to the drawing taken, in each of the two figures an embodiment of a heat exchanger is illustrated schematically according to the invention.

In der dargestellten .usfuhrungsform eines Wärmetauschers nach Figur 1 befinden sich Strömungskanäle 2 eines Kanalsystems auf einer Flachseite eines Mittelblechs 4. Auf der gegendberliegenden Flachseite des Mittelblechs 4 sind Strömungskanäle 6 derart spiegelsymmetrisch angeordnet, daß die Mittelebene des Mittelblechs 4 die Symmetrieebene bildet. Die Strömungskanäle 2 werden begrenzt durch das Mittelblech 4 und ein Profilblech 8.In the illustrated .usfuhrungsform a heat exchanger according to FIG 1 there are flow channels 2 of a channel system on a flat side of a Middle plate 4. On the opposite flat side of the middle plate 4 are flow channels 6 arranged mirror-symmetrically that the center plane of the central plate 4 the Forms plane of symmetry. The flow channels 2 are delimited by the middle plate 4 and a profile sheet 8.

In gleicher Weise wird das Kanalsystem mit den Strömungskanälen 6 begrenzt durch Teile der gegenüberliegenden Flachseite des Mittelblechs 4 und ein Profilblech 10. Die Kanäle 2 können beispielsweise an einem Ende an eine nicht dargestellte, gemeinsame Zuführung eines Energieträgers und an ihrem gegenüberliegenden Ende an eine gemeinsame Ableitung für den Energieträger angeschlossen sein.In the same way, the channel system with the flow channels 6 limited by parts of the opposite flat side of the center plate 4 and a Profiled sheet 10. The channels 2 can, for example, at one end to a not shown, common supply of an energy source and at their opposite end a common discharge for the energy source must be connected.

Zur Herstellung dieses Wärmetauschers werden die Oberflächenteile 12 bis 15 der oberen Flachseite des Mittelblechs 4 vorzugsweise mit einer in der Figur nicht dargestellten Auflage versehen, die eine Verbindung dieser Teile mit den entsprechenden Teilen des Abdeckblechs 8, die später das Kanalsystem bilden sollen, verhindert. In gleicher Weise werden die entsprechenden Teile 16 bis 19 der unteren Flachseite des Mittelblechs 4 mit der gleichen Auflage versehen. Anschließend werden die übrigen Teile des Mittelblechs 4 auf beiden Flachseiten mit den aufgelegten Blechen 8 und 10 verbunden, beispielsweise durch Druckschweißen nach dem bekannten Rollbond-Verfahren. satin werden die Kanäle 2 und 4 durch erhöhten Innendruck zu ihrer gewiinschten Größe aufgeweitet. Zum Wärmeaustausch mu lerliglich der geringe Wärmewiderstand der Teile des Mittelblechs 4 überwunden werden, die sich Jeweils als Trennwand zwischen den einander gegenüberliegenden Kanälen 2 und 6 befinden. Das littelblech 4 besteht deshalb vorzugsweise aus einem alt wärmeleitenden Material.The surface parts are used to manufacture this heat exchanger 12 to 15 of the upper flat side of the center plate 4, preferably with one in the Figure provided support, not shown, which connects these parts with the corresponding parts of the cover plate 8, which later form the channel system should, prevented. In the same way, the corresponding parts 16 to 19 the lower flat side of the middle plate 4 is provided with the same support. Afterward the remaining parts of the center plate 4 are placed on both flat sides with the Metal sheets 8 and 10 connected, for example by pressure welding after the well-known roll bond process. channels 2 and 4 are raised by satin Internal pressure expanded to its desired size. Necessary for heat exchange the low thermal resistance of the parts of the central sheet 4 are overcome, the Each as a partition between the opposing channels 2 and 6 are located. The middle plate 4 therefore preferably consists of an old thermally conductive one Material.

In einer besonderen Ausführungsform des Wärmeaustauschers nach Figur 2 ohne Mittelblech bestehen ciie Kanalsysteme jeweils aus einem einzigen Strömungskanal 2 bzw. 6, die derart mäanderförmig gestaltet sind und in dem flachen Körper verlaufen, daß jeweils abwechselnd der U-förmige Mäanderbogen eines Kanalsystems einen Mäanderbogen des anderen Kanalsystems umfaßt und die Schenkel der beiden Mäanderbogen im wesentlichen parallel nebeneinander verlaufen. Zum Wärmeaustausch strömt dann die Warme von dem Kanal, dessen Energieträger sich auf einer höheren Temperatur befindet, in Richtung der Flachseiten des gesamten Warmetauschers zum benachbarten Kanal, dessen Energieträger sich auf der niedrigeren Temperatur befindet.In a special embodiment of the heat exchanger according to FIG 2 without a middle plate, the channel systems each consist of a single flow channel 2 and 6, which are designed in such a meandering manner and run in the flat body, that in each case alternately the U-shaped meander bend of a canal system is a meander bend of the other channel system and the legs of the two meandering bends essentially run parallel to each other. The heat then flows from the to exchange heat Channel, whose energy carrier is at a higher temperature, in the direction the flat sides of the entire heat exchanger to the adjacent channel, its energy source is at the lower temperature.

3 Patentansprüche 2 Figuren Leerseite3 claims 2 figures Blank page

Claims

Claims 9 heat transport system with an energy carrier that flows through a flat body, which is provided with a system of flow channels is, which are expanded by increased internal pressure, characterized in that the body is designed as a heat exchanger with two separate channel systems each of which at least parts of the flow channels (2, 6) of a system are parallel run to corresponding parts of the other system.

2) heat transport system according to claim 1, characterized in that the two flat sides of a central plate (4) each with a system of flow channels (2 or 6) are provided, which run mirror-symmetrically to the middle plate, that at least the essential parts of the flow channels (2) of the one channel system from corresponding parts of the flow channels (6) of the other channel system only through this central sheet (4) are separated from each other (Fig. 1).

3) ({transport system according to claim 1, characterized in that the two channel systems each consist of a single meander Flow channel (7 or 6) exist that in the flat body in such a way free of intersection run that alternately a meander arc of one channel system (2) one Meander arc of the other channel system (6) surrounds (Fig. 2).