DE19854089A1

DE19854089A1 - Heat exchanger

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Publication number: DE19854089A1
Application number: DE1998154089
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-11-24
Filing date: 1998-11-24
Publication date: 2000-05-25
Also published as: JP2000161874A; EP1004840A1; CA2290269A1

Abstract

Ein aus aneinandergereihten Gliedern gebildeter Wärmetauscher für insbesondere Warmwasser-Zentralheizungen soll so gestaltet werden, daß individuellen Abmessungswünschen, insbesondere solchen nach der Höhe der Glieder, mit geringem Aufwand voll entsprochen zu werden vermag, wobei gleichzeitig auch die jeweils benötigte Gesamtgröße durch Verbesserung des Wärmeüberganges von dessen Gliedern an die Umgebung bzw. Raumluft reduzierbar ist. Dazu wird vorgeschlagen, daß als Glieder des Wärmetauschers Abschnitte von aus Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen stranggepreßten Mehrkantrohren mit zwei einander gegenüberliegenden, einander parallelen Flanken vorgesehen sind, daß die Glieder mit diesen Flanken aufeinanderliegend aneinandergereiht und durch sie miteinander verbunden sind, wobei jeweils im oberen und unteren Bereich der Flanken diese Durchlässe bildende Ausnehmungen aufweisen, und daß die oberen und unteren Stirnflächen der Glieder durch Boden und Deckel dicht schließend miteinander verbunden sind.A heat exchanger formed from lined-up links for, in particular, hot water central heating systems should be designed in such a way that individual dimensions, especially those according to the height of the links, can be fully met with little effort, while at the same time the overall size required in each case by improving the heat transfer from it Links to the environment or room air is reducible. For this purpose, it is proposed that sections of polygonal tubes extruded from aluminum or aluminum alloys with two mutually opposite, parallel flanks are provided as links of the heat exchanger, that the links with these flanks are strung together and connected to one another by them, in each case in the top and bottom In the region of the flanks, these passages form recesses, and that the upper and lower end faces of the links are connected to one another in a sealing manner by the base and cover.

Description

Die Erfindung betrifft aus aneinander gereihten Gliedern gebildete Wärmetauscher für insbesondere Warmwasser-Zentralheizungen.The invention relates to heat exchangers formed from links arranged in a row for hot water central heating in particular.

Ursprünglich wurden als Wärmetauscher dienende Glieder für Heizkörper bspw. aus Grauguss gegossen. Eine rentablere Herstellung ergab sich durch Ausstan zen jeweils zweier Seitenbleche aus Stahlblech, die nach Einprägen von den späteren Hohlraum bestimmenden Vertiefungen aufeinandergelegt und entlang ihres Umfangs verschweißt werden.Originally, serving as heat exchangers for radiators, for example. cast from gray cast iron. A more profitable production resulted from punching zen two side plates made of sheet steel, which are embossed by the later cavities defining superimposed and along their circumference are welded.

Nachteilig zeigt sich bei derartigen Gliedern, daß für jede gewünschte Form, bspw. Höhe oder Breite der Glieder, gesonderte Werkzeuge zu erstellen sind, so daß in der Praxis nur wenige Modelle erstellt werden und eine individuelle Anpassung an vorgegebenen Wunschabmessungen nicht möglich ist. Weiterhin als unangenehm wird empfunden, daß zur Überleitung der Wärme an die Raumluft nur die Oberflä che dieser Glieder zur Verfügung steht, so daß zum Einbringen vorgegebener Heizleistungen in Räume unerwünscht vielgliedrige und damit große Heizkörper erforderlich werden.A disadvantage of such links is that for each desired shape, for example. Height or width of the links, separate tools are to be created so that in In practice, only a few models can be created and customized given desired dimensions is not possible. Still uncomfortable it is felt that only the surface to transfer the heat to the room air che of these links is available, so that to introduce predetermined Heating outputs in rooms undesirable multi-part and therefore large radiators become necessary.

Es sind aber auch Plattenheizkörper bekannt, die zur Überleitung der Wärme an die Raumluft zusätzlich angeschweißte Konvektions-Bleche aufweisen, zu deren Herstellung jedoch vielteilige Werkzeuge unterschiedlicher Abmessungen benötigt werden.But plate radiators are also known which are used to transfer the heat the room air also has welded-on convection plates, to which However, production requires multi-part tools of different dimensions become.

Die Erfindung geht daher von der Aufgabe aus, Wärmetauscher so zu gestalten, daß individuellen Abmessungswünschen, insbesondere solchen nach der Höhe der Glieder, mit geringem Aufwand voll entsprochen zu werden vermag, wobei gleichzeitig auch die jeweils benötigte Gesamtgröße durch Verbesserung des Wärmeüberganges von dessen Gliedern an die Umgebung bzw. Raumluft redu zierbar ist.The invention is therefore based on the task of designing heat exchangers in such a way that that individual dimensional desires, especially those according to the height the limbs can be fully met with little effort, whereby at the same time the total size required by improving the Reduced heat transfer from its limbs to the environment or room air is decoratable.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Maßnahmen des Patentanspruches 1. Hier werden insbesondere mehrere mehreckige Rohrprofile benutzt, die von strangge preßten, gegebenenfalls nahezu endlosen Profilen individuell abgeschnitten wer den und die eine wesentliche Vergrößerung der Kontaktfläche zur Umgebung er lauben und es leicht gestatten, die Kaminwirkung zusätzlich steigernd einzuset zen.This problem is solved by the measures of claim 1. Here In particular, several polygonal tube profiles are used, the strangge pressed, if necessary, almost endless profiles cut individually that and the he a substantial increase in the contact area to the environment arbors and easily allow to increase the chimney effect Zen.

Zweckmäßige Weiterbildungen, zusätzliche erfinderische Merkmale sowie vorteil hafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Appropriate further developments, additional inventive features and advantage adhesive configurations are characterized in the subclaims.

Erläutert ist die Erfindung anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit einem dieses darstellenden Horizontalschnitt.The invention is explained on the basis of the description of an exemplary embodiment in Connection with a horizontal section representing this.

In der Figur sind zwei Glieder 1 eines Heizkörpers in einem Horizontalschnitt dar gestellt. Diese Glieder 1 werden durch Abschnitte eines geschlossenen Mehrkant rohres gebildet, das aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, bspw. in Stücken von 6 m Länge, stranggepreßt wird. Von diesen Strangpreßrohren wer den Abschnitte abgetrennt, deren Länge der gewünschten Höhe des Heizkörpers entspricht. Diese Abschnitte werden, wie in der Figur dargestellt, mit ihren einan der parallelen Flanken 2 aufeinanderliegend aneinander gereiht und miteinander verbunden. Im einzelnen sind die Enden der Flanken 2 über Längsprofile 3 ver bunden, die mit den Flanken 2 ein rechteckiges, geschlossenes Profil ergeben. Dieses Profil kann durch eine Querwand 4 weiterhin ausgesteift sein. Von den Längsprofilen 3 gehen Stege 5 aus, welche eine kettenlinienartige äußere Kontur 6 abstützen. Damit wird ein bzw. ein doppelter Innenraum 7 für die wärmeübertra gende Flüssigkeit geschaffen, an die sich dann die Kontur 6 stützenden Stege 5 anschließen und schlotartige Konvektionskanäle 8 bilden, welche die Abgabe von Wärme begünstigen.In the figure, two members 1 of a radiator are placed in a horizontal section. These links 1 are formed by sections of a closed polygonal tube which is extruded from aluminum or an aluminum alloy, for example in pieces of 6 m in length. From these extrusion tubes who cut off the sections whose length corresponds to the desired height of the radiator. These sections are, as shown in the figure, lined up with one another on the parallel flanks 2 and connected to one another. In detail, the ends of the flanks 2 are connected via longitudinal profiles 3 , which give the flanks 2 a rectangular, closed profile. This profile can be further stiffened by a transverse wall 4 . From the longitudinal profiles 3 go webs 5 , which support a chain-like outer contour 6 . This creates a double interior 7 for the heat-transferring liquid, to which the contour 6- supporting webs 5 then join and form chimney-shaped convection channels 8 , which promote the dissipation of heat.

Die Verbindung mit dem nebengeordneten Glied 1 läßt sich mehrfach gestalten. Bewährt hat es sich, die einander zugekehrten und aufeinander liegenden Flanken 2 durch eine Klebstoffschicht 10 zu verbinden, die gleichzeitig auch eine Abdich tung bewirkt. Da ohnehin noch eine Verbindung zum Durchfluß der wärmeübertra genden Flüssigkeit geschaffen werden muß hat es sich bewährt, diese zur weite ren Sicherung der Verbindung zu nutzen. So kann bspw. die Verbindung durch eine Zangenanordnung bewirkt werden, bei der im oberen Bereich der aneinander liegenden Flanken 2 kreisförmige Löcher erzeugt werden und gleichzeitig der Saum dieser Löcher in Preßrichtung durch die Löcher gezogen wird. Mit einem entsprechenden Gegenwerkzeug läßt sich der durchgezogene Rand auch noch umlegen, so daß eine Art Hohlnietung sowie eine Abdichtung durch die Kleber schicht 10 erwirkt ist. Da im unteren Bereich der Rückfluß der wärmetragenden Flüssigkeit zu erfolgen hat, wird eine gleiche Verbindung im unteren Bereich der Flanken 2 erwirkt.The connection with the secondary link 1 can be designed several times. It has proven useful to connect the mutually facing and superimposed flanks 2 by an adhesive layer 10 , which at the same time also causes a sealing device. Since anyway a connection to the flow of the heat-transferring liquid must be created, it has proven to be used to secure the connection. For example, the connection can be effected by means of a pair of pliers in which 2 circular holes are produced in the upper region of the flanks lying against one another and at the same time the hem of these holes is pulled through the holes in the pressing direction. With a corresponding counter tool, the solid edge can also be turned over, so that a kind of hollow riveting and a seal by the adhesive layer 10 is effected. Since the reflux of the heat-carrying liquid has to take place in the lower region, an identical connection is effected in the lower region of the flanks 2 .

Es hat sich aber gezeigt, daß nicht etwa es erforderlich wird, kreisförmige Löcher zu stanzen; es besteht ohne weiteres auch die Möglichkeit, bspw. eine der Flan ken mit einem anders geformten Loch, bspw. einem quadratischen Durchbruch, zu versehen, und die hier aufzulegende Flanke mit entsprechenden Durchbrüchen auszustatten, bei denen zwei einander gegenüberliegende Kanten mit noch daran hängenden, abgewinkelten Blechlaschen versehen sind. In diesem Falle kann nach Zusammenfügen der Glieder 1 bzw. aufeinanderlegen derer Flanken 2 und Hindurchführen der Blechlaschen diese derart abgekantet werden, daß ein fester mechanischer Halt zusätzlich zum durch die Kleberschicht 10 bewirkten Halt so wie der Abdichtung erreicht wird.However, it has been shown that it is not necessary to punch circular holes; there is also the possibility, for example, of providing one of the flanks with a differently shaped hole, for example a square opening, and of equipping the flank to be placed here with corresponding openings, in which two mutually opposite edges with hanging, angled sheet metal tabs are provided. In this case, after joining the links 1 or placing their flanks 2 on top of one another and passing the sheet metal tabs through them, they can be folded in such a way that a firm mechanical hold is achieved in addition to the hold caused by the adhesive layer 10 and the seal.

Zusätzlich jedoch ist es auch erforderlich, bei der Wahl von einen doppelten In nenraum 7 aufweisenden Gliedern 1, die wärmetragende Flüssigkeit aus einem der Innenräume 7 eines Abschnittes in den benachbarten Innenraum zu überfüh ren. Auch hier besteht die Möglichkeit eines Einstanzens von Löchern eine einfa che Möglichkeit jedoch bietet sich durch Ausklinkungen 11 im Bereich sowohl der Oberkante als auch der Unterkante der trennenden Querwand 4.In addition, however, it is also necessary, when choosing a double interior space 7 having links 1 , to transfer the heat-carrying liquid from one of the interior spaces 7 of a section into the adjacent interior space. Again, there is the possibility of punching holes in a simple manner Possibility, however, is provided by notches 11 in the area of both the upper edge and the lower edge of the separating transverse wall 4 .

Nach derart weitgehender Fertigstellung und Verbindung der den Heizkörper bil denden Glieder 1 wird dieser nach unten durch einen Boden 12 sowie nach oben durch einen aufgesetzten Deckel 13 geschlossen. Hierbei erstrecken sich sowohl Boden 12 als auch Deckel 13 mindestens zwischen den beiden äußeren Flanken 2 des zu bildenden Heizkörpers und der Reihe der gesamten Längsprofile 3. Hier bei kann ein zusätzlicher mechanischer Halt dadurch gegeben werden, indem bspw. die Stirnflächen sämtlicher Flanken 2 gegenüber denen der Längsprofile 3 etwas zurücktretend gearbeitet sein können, so daß Boden 12 und der entspre chende Deckel 13 mit ihren langen Endflächen zwischen den Längsprofilen 3 ste hen und ihre Ober- bzw. Unterseite sich auf Endflächen der Flansche 2 auflegt. Der Boden 12 und der Deckel 13 können für einen Heizkörper über alle dessen Glieder 1 durchgehend vorgesehen werden. Sie können aber auch beliebig, bspw. auch mehrfach, jeweils am Ende eines Gliedes unterbrochen sein und sich gege benenfalls auch jeweils über nur ein Glied des Heizkörpers erstrecken.After such extensive completion and connection of the radiator bil denden limbs 1 , this is closed at the bottom by a bottom 12 and at the top by an attached cover 13 . Both bottom 12 and cover 13 extend at least between the two outer flanks 2 of the radiator to be formed and the row of the entire longitudinal profiles 3 . Here, an additional mechanical hold can be given by, for example, the end faces of all the flanks 2 can be worked somewhat backwards compared to those of the longitudinal profiles 3 , so that the bottom 12 and the corresponding cover 13 with their long end faces between the longitudinal profiles 3 are hen and their top or bottom lies on end faces of the flanges 2 . The bottom 12 and the lid 13 can be provided continuously for a radiator over all of its members 1 . However, they can also be interrupted as desired, for example also several times, in each case at the end of a link and, if appropriate, also extend over only one link of the radiator.

Die Verbindung des oder der Böden 12 sowie des oder der Deckel 13 mit den Gliedern 1 kann auf unterschiedliche Weise erfolgen; auch hier sind Klebungen möglich, es sind Schweißungen oder dgl. einsetzbar. In jedem Falle jedoch ist es erforderlich, eine mechanisch zuverlässige und abgedichtete Verbindung zu schaffen.The connection of the bottom (s) 12 and the cover (s) 13 with the links 1 can be done in different ways; Bonding is also possible here, welding or the like can be used. In any case, however, it is necessary to create a mechanically reliable and sealed connection.

Sind Boden 12 und Deckel 13 rechteckig entsprechend dem Rechteck Flankenhö he und Summe der Längsprofile gefertigt, so stehen Konvektionkanäle frei, und sowohl die Stege 5 als auch die Konturen 6 gehen zusätzlich als Wärme abge bende Fläche in die Berechnungen ein und vergrößern damit die Wärme abge bende Oberfläche aufgabengemäß. Es ist aber auch möglich, daß die Deckelflä che die Konvektionskanäle 8 übergreift, wobei sie allerdings zweckmäßig siebartig bzw. schutzgitterartig ausgebildet sein sollte.Are bottom 12 and cover 13 rectangular made according to the rectangle Flankenhö he and sum of the longitudinal profiles, so convection channels are free, and both the webs 5 and the contours 6 are also included as heat-emitting area in the calculations and thus increase the heat surface according to the task. But it is also possible that the Deckelflä surface overlaps the convection channels 8 , although it should be appropriately sieve-like or protective grid-like.

Eine geringere Kapazität für die Heizflüssigkeit, im allgemeinen ein geringeres Betriebsgewicht und ein schnellerer Heizmitteldurchsatz lassen sich durch Ein schließen von Verdrängerkörpern erreichen. So können geschlossene Metall- oder Kunststoffbehälter ebenso eingesetzt sein wie vorzugsweise geschlossene Poren aufweisende Kunststoffschaumstangen.A smaller capacity for the heating liquid, generally a smaller one Operating weight and a faster heating medium throughput can be switched on close displacers. So closed metal or Plastic containers can be used as well as preferably closed pores plastic foam rods.

Die Oberfläche der Glieder 1 kann durch farbige Gestaltung der einzelnen Ele mente hervorgehoben und betont werden. Es empfiehlt sich, diese Oberfläche farbig angelegt zu eloxieren, es sind aber auch verchromte, lackierte oder kunst stoffbeschichtete Flächen bzw. Flächenelemente möglich, wobei jeweils die Kor rosionsbeständigkeit verbessert wird.The surface of the links 1 can be emphasized and emphasized by the colored design of the individual elements. It is advisable to color anodize this surface, but it is also possible to use chrome-plated, lacquered or plastic-coated surfaces or surface elements, whereby the corrosion resistance is improved in each case.

In Anpassung an Gliederungen des den Heizkörper aufnehmenden Raumes ist auch eine entsprechende Ausbildung des Heizkörpers möglich, bei der die einzel nen Glieder nicht direkt miteinander verbunden sind, sondern Glieder in Abstand voneinander vorgesehen sein können oder einzelne Gruppen gebildet werden können, die durch entsprechende Zu- und Ableitungen verbunden sind. Bspw. Kehlnähte erlauben auch das unabhängige und/oder spätere Anbringen von Bü geln, die zur Aufnahme unterschiedlichster mechanischer Vorrichtungen dienen können, so bspw. zur Aufnahme von Handtuchtrocknern, aber auch z. B. zur Auf nahme von Lautsprechern, von schlichten zusätzlichen Stellflächen oder derglei chen.Adapted to the structure of the radiator's room a corresponding training of the radiator is possible, in which the individual Nodes are not directly connected to each other, but are spaced apart can be provided from each other or individual groups are formed can, which are connected by appropriate supply and discharge lines. E.g. Fillet welds also allow independent and / or later attachment of Bü gels that serve to accommodate a wide variety of mechanical devices can, for example, to hold towel dryers, but also e.g. B. on use of loudspeakers, simple additional shelves or the like chen.

Die Anschlüsse des Heizkörpers können über übliche, in je einem Loch einer äu ßeren Flanke 2 abgedichtet verschraubte Armaturen 9 erfolgen. Bewährt hat es sich jedoch, die Anschlüsse in den Bodenbereich eines äußeren, zwei Innenräume 7 aufweisenden Gliedes 1 anzuordnen, wobei der eine Innenraum 7 an den Vor lauf und der zweite Innenraum an den Rücklauf angeschlossen ist, den Innenraum 7 aufzuteilen und zweckmäßig einen oberen und einen unteren Innenraum zu schaffen. An einer solchen Aufteilung läßt sich ein die Heizung regelndes Ventil anbringen, und die Bedienungselemente dieses Ventils lassen sich problemlos nach außen fortsetzen, während das Ventil selbst den oberen und den unteren Innenraum überbrückt.The connections of the radiator can be made via conventional fittings 9, which are sealed in a hole in an outer flank 2 . However, it has proven useful to arrange the connections in the bottom area of an outer member 1 having two interior spaces 7 , the one interior space 7 being connected to the run and the second interior space being connected to the return, dividing the interior space 7 and expediently an upper and to create a lower interior. In such a division, a valve regulating the heating can be attached, and the operating elements of this valve can be easily continued to the outside, while the valve itself bridges the upper and lower interior.

Bei der Verbindung der Glieder läßt sich auch das sogenannte Clinsch-Verfahren verwenden, und es können als Abdichtung zweckmäßig durch Einprägungen zen trierter Dichtungen in Form von Gummiringen benutzt werden. Es besteht auch die Möglichkeit, Durchtrittsöffnung und Gummidichtung dem dann durchbohrten Clinsch-Element zuzuordnen.The so-called Clinsch method can also be used when connecting the links use, and it can be used as a seal by impressions zen trier seals in the form of rubber rings can be used. There is also Possibility of opening and rubber seal the then pierced Assign clinching element.

Insbesondere für die Übergangszeit ergeben sich beim Heizen Vorteile, wenn mindestens einem oder einigen der Glieder elektrische Heizelemente zugeordnet sind. Es besteht auch die Möglichkeit, mittels eines Gliedes oder einer kleinen Gruppe von Gliedern einen Radiator aufzubauen. For the transition period in particular there are advantages when heating if electrical heating elements are assigned to at least one or some of the links are. There is also the possibility of using a link or a small one Group of members building a radiator.

Reference numerals

11

Glieder
Limbs

22nd

Flanken
Flanks

33rd

Längsprofile
Longitudinal profiles

44th

Querwände
Cross walls

55

Stege
Walkways

66

Kontur
contour

77

Innenraum
inner space

88th

Konvektionskanäle
Convection channels

99

Armatur
Fitting

1010th

Klebstoffschicht
Adhesive layer

1111

Ausklinkungen
Notches

1212th

Boden
ground

1313

Deckel
cover

1414

Kehlnaht
Fillet weld

Claims

1. Formed from one another links heat exchanger for in particular hot water central heating characterized in that sections ( 1 ) of the heat exchanger sections of extruded aluminum or aluminum alloy tubes with two mutually opposite, mutually parallel flanks ( 2 ) are provided that the Links ( 1 ) with these flanks ( 2 ) arranged one next to the other and connected by them, wherein in each case in the upper and lower area of the flanks ( 2 ) these passages have recesses and that the upper and lower end faces of the links ( 1 ) through the bottom ( 12 ) and lid ( 13 ) tightly connected with each other.

2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the superimposed flanks ( 2 ) by means of a seal and Ver binding effecting preferably permanently elastic adhesive layer ( 10 ) are at least partially connected.

3. Heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that notches forming passages emanate from the upper and / or lower edge of the flanks ( 2 ).

4. Heat exchanger according to one of claims 1 or 2, characterized in that in the upper or lower region of the flanks ( 2 ) arranged Ausneh lines below or above the outer edge of the flanks ( 2 ) are angeord net.

5. Heat exchanger according to one of claims 1 to 4, characterized in that the perforations of superimposed flanks ( 2 ) are effected together and the cranked edge areas ensure an additional me mechanical hold.

6. Heat exchanger according to claims 1 to 5, characterized in that the polygonal tube profiles have the flanks ( 2 ) connecting longitudinal profiles ( 3 ).

7. Heat exchanger according to one of claims 1 to 6, characterized in that the longitudinal profiles ( 3 ) are stiffened by central transverse walls ( 4 ) which are permitted with upper and lower notches ( 11 ) and / or recesses.

8. Heat exchanger according to claims 1 to 7, characterized in that the longitudinal profiles ( 3 ) have further, outwardly extending profile areas che.

9. Heat exchanger according to claim 8, characterized in that the longitudinal profiles ( 3 ) are equipped with webs ( 5 ), the free ends of which are connected to form a contour ( 6 ).

10. Heat exchanger according to claims 1 to 9, characterized in that the connection of the flanks ( 2 ) of the links ( 1 ) is effected by clinching.

11. Heat exchanger according to claims 1 to 10, characterized in that at the connection point of the flanks ( 2 ) with a sealing ring be reinforced breakthrough is provided.

12. Heat exchanger according to one of claims 1 to 11, characterized in that connections of members ( 1 ) are effected with a predetermined distance between them via the heating medium leading lines.

13. Heat exchanger according to claims 1 to 12, characterized in that at least one member ( 1 ) of the same is equipped with a control or regulating valve.

14. Heat exchanger according to claim 13, characterized in that in the interior ( 7 ) of a link ( 1 ) in turn a closed inner space is formed, which is bridged by the control or regulating valve, the control element are guided to the outside.

15. Heat exchanger according to claims 1 to 14, characterized in that the capacity of interiors ( 7 ) is reduced by displacer introduced into this Ver.

16. Heat exchanger according to claim 15, marked by box-like displacer made of sheet metal or plastic plates, or due to closed pore plastic foam body.

17. Heat exchanger according to one of claims 1 to 16, characterized in that the links ( 1 ) have positive elements (fillet welds 14 ) for receiving the legs of the mounting bracket or other support bracket.

18. Heat exchanger according to claims 1 to 17, characterized in that at least one of the members ( 1 ) with electrical heating elements is permitted.

19. Heat exchanger according to claims 1 to 18, characterized, that he's part of a radiator.