PL202377B1

PL202377B1 - Wymiennik ciepła dla chłodziarki i sposób wytwarzania wymiennika ciepła

Info

Publication number: PL202377B1
Application number: PL371209A
Authority: PL
Inventors: Detlef Cieslik; Thorsten Kusnik; Berthold Pflomm
Original assignee: Bsh Bosch Siemens Hausgeraete
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2009-06-30
Also published as: ES2331877T3; US20070295495A1; US7266890B2; PL371209A1; DE50311919D1; CN1311211C; BR0309777A; EP1502060A1; RU2004130491A; AU2003240464A1; CN1650136A; US20050109497A1; WO2003091637A1; EP1502060B1; ATE443238T1; RU2324869C2; DE10218826A1; DE10218826B4

Abstract

Wymiennik ciep la dla ch lodziarki zawiera p lyt e (1), znajduj acy si e w przewodz acym cie- p lo styku z p lyt a (1) przewód rurowy (2) dla czynnika ch lodz acego i przyczepn a wzgl edem p lyty (1) i przewodu rurowego (2) warstwe ma- teria lu ustalaj acego (3) z kompozycji bitumicz- nej, w którym warstwa materia lu ustalaj acego (3) z kompozycji bitumicznej jest polaczona z p lyt a (1) warstw a kleju (5), co najmniej lokal- nie. Wymiennik ciep la wytwarza si e poprzez uk ladanie w stos p lyty (1), przewodu rurowego (2) i p lyty (6) z kompozycji bitumicznej, przy czym z p lyty (6) w drodze nagrzewania i praso- wania stosu tworzy si e warstw e materia lu usta- laj acego (3). PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wymiennik ciepła dla chłodziarki, taki jak parownik, skraplacz lub temu podobny, z płytą, ze znajdującym się w przewodzącym ciepło styku z płytą przewodem rurowym dla czynnika chłodzącego i z przyczepną względem płyty i przewodu rurowego warstwą materiału ustalającego.

Przedmiotem wynalazku jest także sposób wytwarzania takiego wymiennika ciepła.

Wymiennik ciepła tego rodzaju i sposób jego wytwarzania są znane z DE 109 38 773 A1. W znanym sposobie wytwarzania wygię ty meandrowo przewód rurowy utrzymuje się w stanie dociśniętym do płyty, zaś przestrzenie pomiędzy zakolami przewodu rurowego wypełnia się środkiem ustalającym. W przypadku tego środka ustalającego może chodzić o ekspandowaną piankę poliuretanową lub nadające się do odlewania, duroplastyczne tworzywa sztuczne. Tego rodzaju środki ustalające są drogie, zaś sieciowanie, zachodzące podczas ich utwardzania względnie spieniania, utrudnia ich odzyskiwanie i ponowne wykorzystanie, gdy tego rodzaju parownik ma podlegać recyclingowi.

Z opisu patentu US3912005 znany jest sposób wytwarzania wymiennika ciepł a, zgodnie z którym we wstępnie zmontowanym zespole konstrukcyjnym złożonym z pojemnika na produkty chłodzone i wstępnie do niego zamocowanych rurek parownika, mocuje się wzajemnie te elementy i przy tym jednocześnie chroni przed korozją rurki parownika i pojemnik na produkty chłodzone przez zanurzenie wstępnie zmontowanego zespołu w stopionym materiale pokrywającym, zwłaszcza materiale bitumicznym.

Celem wynalazku jest opracowanie taniego, poddającego się łatwo recyclingowi wymiennika ciepła dla chłodziarki i sposobu jego wytwarzania.

Zadanie to rozwiązano zgodnie z wynalazkiem za pomocą wymiennika ciepła dla chłodziarki, z pł ytą , ze znajdują cym, się w przewodzą cym ciepł o styku z pł ytą przewodem rurowym dla czynnika chłodzącego i z przyczepną względem płyty i przewodu rurowego warstwą materiału ustalającego, która jest wykonana z kompozycji bitumicznej, który charakteryzuje się tym, że warstwa materiału ustalającego z kompozycji bitumicznej jest połączona z płytą warstwą kleju, co najmniej lokalnie.

Korzystnie, warstwa kleju jest z kleju termoaktywnego.

Korzystnie dalej, przewód rurowy ma spłaszczony przekrój.

Według wynalazku kompozycja bitumiczna warstwy materiału ustalającego zawiera od 50% od 80% wypełniacza.

Korzystnie przy tym, wypełniacz stanowi mączka skalna.

Według dalszej cechy wynalazku, warstwa materiału ustalającego ma na stronie przeciwnej względem płyty warstwę lakieru.

Korzystnie także, warstwa materiału ustalającego ma średnią grubość pomiędzy 0,5 i 2 mm, korzystnie pomiędzy 1,0 i 1,5 mm.

Zadanie wynalazku w zakresie sposobu wytwarzania wymiennika ciepła dla chłodziarki, zwłaszcza parownika lub skraplacza, z płytą, ze znajdującym się w przewodzącym ciepło styku z płytą przewodem rurowym dla czynnika chłodzącego i z przyczepną względem płyty i przewodu rurowego warstwą materiału ustalającego, która jest wykonana z kompozycji bitumicznej, rozwiązane zostało zgodnie z wynalazkiem przez to, że tworzy się stos, obejmujący płytę, przewód rurowy dla czynnika chłodzącego i płytę z kompozycji bitumicznej, po czym płytę nagrzewa się i prasuje stos.

Korzystnie, płytę, przewód rurowy dla czynnika chłodzącego i płytę z kompozycji bitumicznej układa się w stos w podanej kolejności.

Zastosowanie kompozycji bitumicznej jako warstwy materiału ustalającego ma po pierwsze tę zaletę, że takie materiały są dostępne w niskiej cenie, po drugie zaś poddają się łatwo recyclingowi, ponieważ po rozłożeniu takiego wymiennika ciepła na części składowe pozyskany materiał bitumiczny można bez skomplikowanego uzdatniania i bez pogorszenia jakości wykorzystać do wytwarzania nowego wymiennika ciepła lub do innych celów. Poza tym, zastosowanie kompozycji bitumicznej po jej oziębieniu zapewnia bardzo ścisły kontakt przewodu rurowego z płytą nośną, co poprawia efektywność cieplną wymiennika ciepła. Masa kompozycji bitumicznej ma ponadto zdolność kumulowania ciepła względnie zimna, co w przypadku parownika służy do obniżenia zużycia energii przez chłodziarkę.

Uzyskane dzięki kompozycji bitumicznej powiązanie między płytą nośną i przewodem rurowym wytrzymuje bardzo duże obciążenia, dzięki czemu wymiennik ciepła wykazuje wysoką stabilność kształtu przy manipulowaniu nim podczas produkcji masowej.

Dzięki podatności nagrzanej kompozycji bitumicznej na odkształcenia odtwarza ona dokładnie zarysy przewodu rurowego i płyty nośnej, co zapobiega wdyfundowywaniu wilgoci pomiędzy oba te

PL 202 377 B1 elementy, a co za tym idzie, zapobiega powstawaniu lodu, grożącego korozją lub oddzieleniem się przewodu rurowego od płyty nośnej.

Warstwa kleju, która łączy co najmniej lokalnie warstwę materiału ustalającego z płytą pozwala osiągnąć stałe połączenie między warstwą materiału ustalającego i płytą.

Wspomniana warstwa kleju z kleju aktywowanego termicznie upraszcza wytwarzanie wymiennika ciepła, ponieważ warstwę kleju można umieścić wcześniej bez zabezpieczenia na użytej do tworzenia warstwy materiału przyczepnego płycie z kompozycji bitumicznej, zaś jej działanie aktywuje się poprzez stopienie przy nagrzewaniu warstwy materiału ustalającego.

Przewód rurowy ma spłaszczony przekrój o poszerzonym boku od strony płyty, aby poprawić wymianę ciepła pomiędzy przewodem rurowym i płytą i zapewnić powierzchniowy styk pomiędzy płytą i przewodem rurowym. Powierzchniowy styk zapewnia stał e istnienie przewodz ą cego ciepł o styku pomiędzy przewodem rurowym i płytą, nawet przy niekorzystnych warunkach produkcji.

Kompozycja bitumiczna poza bitumem zawiera około 50 do 80% wypełniacza. Wypełniacz, który może mieć postać pojedynczego materiału lub mieszaniny materiałów, można dobrać na przykład z punktu widzenia minimalizacji kosztów lub poprawy przewodnoś ci cieplnej. Wypełniacz stanowi korzystnie mączka skalna.

Wynalazek w przykładzie wykonania został bliżej objaśniony w oparciu o rysunek, na którym fig. 1 przedstawia parownik w widoku perspektywicznym, fig. 2 - parownik z fig. 1 w częściowym przekroju, oraz fig. 3 - etapy sposobu wytwarzania parownika.

Ukazany na fig. 1 w widoku perspektywicznym parownik jest zbudowany z płaskiej płyty 1 z blachy aluminiowej, na której umieszczony jest wygięty meandrowo przewód 2 dla czynnika chłodzącego, wykonany z również aluminiowej rury. Płyta 1 i przewód 2 dla czynnika chłodzącego są pokryte warstwą materiału ustalającego 3 z kompozycji bitumicznej. Składa się ona z około 25% modyfikowanego polimerami bitumu, 3% tworzywa sztucznego i około 72% mączki skalnej.

Jak widać na fig. 2, przewód 2 dla czynnika chłodzącego ma przekrój nie dokładnie okrągły, lecz spłaszczony, wskutek czego przewód 2 i płyta 1 co najmniej w przybliżeniu stykają się ze sobą powierzchniowo. Pozwala to osiągnąć w prosty technologicznie sposób przewodzący ciepło styk pomiędzy przewodem 2 dla czynnika chłodzącego i płytą 1. Warstwa materiału ustalającego 3 wchodzi w pachwiny 4, leżące z obu stron linii styku pomiędzy przewodem 2 dla czynnika chłodzącego i płytą 1. Lita warstwa 3 materiału ustalającego zapewnia lepszą wymianę ciepła pomiędzy płytą 1 i przewodem 2 dla czynnika chłodzącego, niż byłoby to możliwe przy typowym zastosowaniu pianki poliuretanowej jako materiału ustalającego. Spłaszczony kształt przewodu 2 dla czynnika chłodzącego sprawia, że grubość warstwy materiału ustalającego 3 w pachwinach 4 jest mniejsza niż miałoby to miejsce w przypadku okrągłego przewodu 2. Jest to korzystne także z uwagi na efektywną wymianę ciepła pomiędzy płytą 1 i przewodem 2 dla czynnika chłodzącego. Pomiędzy warstwą materiału ustalającego 3 i płytą 1 znajduje się warstwa z kleju termoaktywnego 5, która z uwagi na swoją grubość, znacznie mniejszą w porównaniu do płyty 1 i warstwy materiału ustalającego 3, na figurze rysunku widoczna jest jedynie w postaci linii.

Poszczególne etapy wytwarzania parownika według wynalazku są przedstawione na fig. 3.

W ukazanym na fig. 3A, pierwszym etapie sposobu utworzony jest stos, którego warstwy składają się odpowiednio z płyty 1, przewodu 2 dla czynnika chłodzącego oraz płyty 6 z kompozycji bitumicznej, mającej grubość 1,2 mm. Na zwróconym ku płycie 1 i przewodowi 2 dla czynnika chłodzącego spodzie płyty 6 znajduje się warstwa kleju 5. Ponieważ klej warstwy 5 w zimnym stanie płyty nie ma własności adhezyjnych, płytę 6 można wygodnie wykonać na wstępie wspólnie z warstwą kleju 5 i w ten sposób nią manipulować; na czas pomiędzy wytwarzaniem i zastosowaniem płyty 6 nie są potrzebne środki zapewniające zdolność kleju do wytwarzania połączenia klejonego.

W ukazanej na fig. 3A fazie wytwarzania parownika, przewód 2 dla czynnika chłodzącego nie musi spoczywać całą swoją długością na płycie 1; dopuszczalna jest nieznaczna falistość przewodu 2 dla czynnika chłodzącego w kierunku prostopadłym do powierzchni płyty 1, jak ukazano na fig. 3A.

W ukazanym na fig. 3B, drugim etapie wytwarzania parownika, do górnej powierzchni płyty 6 dociska się stempel 7. W tym stadium płyta 6 jest zimna, a co za tym idzie, sztywna; siła docisku stempla 7 powoduje, że przewód 2 dla czynnika chłodzącego jest dociskany na całej swej długości do płyty 1.

Stempel 7 jest na swym zwróconym ku płycie 6 spodzie zaopatrzony w kanały 9, których przebieg odpowiada przebiegowi przewodu 2 dla czynnika chłodzącego. Alternatywnie względem tego, stempel 7 może być także wykonany z tworzywa elastomerowego, jak na przykład silikonu o twardości na przykład 20 jednostek w skali A Shore'a i grubości 20 mm. W przypadku stempla z tworzywa

PL 202 377 B1 elastomerowego o odpowiedniej twardości w skali Shore'a, niepowodującej uszkodzenia przewodu dla czynnika chłodzącego, zbędne jest umieszczenie na spodzie stempla kanału dla przewodu dla czynnika chłodzącego.

Poprzez następujące dalej nagrzanie upłynnia się bitum płyty 6 i wciska się płytę 6 w przestrzenie 8 pomiędzy sąsiednimi odcinkami przewodu 2 dla czynnika chłodzącego, dociskając ją do płyty 1. Lepkość kompozycji bitumicznej jest tak dobrana, że, z jednej strony, jest ona wystarczająco płynna, by wniknąć w pachwiny 4 pomiędzy płytą 1 i przewodem 2 dla czynnika chłodzącego, z drugiej zaś strony, pozostaje nadal wystarczająco lepka, aby zapobiec ewentualnemu lokalnemu podniesieniu części przewodu 2 dla czynnika chłodzącego z płyty.

Aby, niezależnie od płynności kompozycji bitumicznej, uniknąć lokalnego podniesienia przewodu 2 dla czynnika chłodzącego, kanały 9 stempla 7 mogą być także lokalnie zaopatrzone w występy (czego nie przedstawiono), które przy nagrzewaniu płyty 6 są przeciskane przez nią i dochodzą do bezpośredniego styku z przewodem 2 dla czynnika chłodzącego, aby utrzymywać go w stanie dociśniętym do płyty 1.

Temperatura topnienia kleju termoaktywnego, tworzącego warstwę kleju 5, jest tak dobrana, że topi się on podczas nagrzewania i formowania płyty 6, a następnie, podczas chłodzenia, wiąże na stałe ponownie zakrzepniętą warstwę 3 materiału ustalającego z płytą 1 i przewodem 2 dla czynnika chłodzącego. Warstwa kleju 5 może się rozciągać na całym spodzie płyty 6 lub tylko na jego częściach.

Celem uszczelnienia swobodnej powierzchni warstwy 3 materiału ustalającego można na nią nałożyć warstwę lakieru, zwłaszcza szelaku.

Odzyskiwanie kompozycji bitumicznej przy recyklingu parownika można łatwo zrealizować w ten sposób, że poprzez odkształcanie parownika następuje odpryskiwanie kawałków warstwy materiału ustalającego 3, która w stanie zimnym jest krucha, albo poprzez silne oziębienie parownika, na przykład za pomocą suchego lodu, niszczy się wiązanie pomiędzy warstwą materiału ustalającego 3 i przewodem 2 dla czynnika chłodzącego, względnie płytą 1.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Wymiennik ciepła dla chłodziarki, z płytą, ze znajdującym się w przewodzącym ciepło styku z płytą przewodem rurowym dla czynnika chłodzącego i z przyczepną względem płyty i przewodu rurowego warstwą materiału ustalającego, która jest wykonana z kompozycji bitumicznej, znamienny tym, że warstwa materiału ustalającego (3) z kompozycji bitumicznej jest połączona z płytą (1) warstwą kleju (5), co najmniej lokalnie.
2. Wymiennik ciepła według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa kleju (5) jest z kleju termoaktywnego.
3. Wymiennik ciepła według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że przewód rurowy (2) ma spłaszczony przekrój.
4. Wymiennik ciepła według zastrz. 1, znamienny tym, że kompozycja bitumiczna warstwy materiału ustalającego (3) zawiera od 50% od 80% wypełniacza.
5. Wymiennik ciepła według zastrz. 4, znamienny tym, że wypełniacz stanowi mączka skalna.
6. Wymiennik ciepła według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa materiału ustalającego (3) ma na stronie przeciwnej względem płyty (1) warstwę lakieru.
7. Wymiennik ciepła według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa materiału ustalającego (3) ma średnią grubość pomiędzy 0,5 i 2 mm, korzystnie pomiędzy 1,0 i 1,5 mm.
8. Sposób wytwarzania wymiennika ciepła dla chłodziarki, zwłaszcza parownika lub skraplacza, z płytą, ze znajdującym się w przewodzącym ciepło styku z płytą przewodem rurowym dla czynnika chłodzącego i z przyczepną względem płyty i przewodu rurowego warstwą materiału ustalającego, która jest wykonana z kompozycji bitumicznej, znamienny tym, że tworzy się stos, obejmujący płytę (1), przewód rurowy (2) dla czynnika chłodzącego i płytę (6) z kompozycji bitumicznej, po czym płytę (6) nagrzewa się i prasuje stos.
9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że płytę (1), przewód rurowy (2) dla czynnika chłodzącego i płytę (6) z kompozycji bitumicznej układa się w stos w podanej kolejności.