Solarthermische Niedertemperatursysteme - Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen - page 466

Abb. 6.52 Schemaskizze
mit verwendeten Variab-
len zur Berechnung von
Rippenrohrwärmetauschern

Rippenrohrkühler
Zuletzt bietet es sich an, die Dampfleistung über Rippenrohrkühler, die aus einem Rohr
mit aufgepressten Aluminiumlamellen bestehen, an die Umgebung zu übertragen. Diese
effiziente Art der Wärmeübertragung wird beispielsweise bei Heizleisten genutzt. Die Nus-
selt-Zahl bei freier Konvektion um ein glattes Rohr mit Rippen konstanter Dicke, konstan-
tem lichten Abstand zwischen den Rippen b und dem Außendurchmesser d a , die ein Maß
für die Kühlleistung ist, berechnet sich wie folgt:

Gr P r b
d

1 / 3

(6.46)

Nu = 0 . 24 ,

in der die Nusselt-Zahl Nu und die Grashof-Zahl Gr in nachstehender Weise gebildet wer-
den:

N u = αd e
λ

= gd e β ( T Rohr

− T U )

− 1
U

und Gr mit β = T und d e = d + h ,

ν 2

(6.47)

worin h die Rippenhöhe, d e der effektive Durchmesser und λ die Wärmeleitfähigkeit der
Luft ist. Die aus den Gln. (6.45) und (6.46) berechneten Wärmeübergangskoeffizienten
müssen auf die gesamte umströmte Oberfläche bezogen werden. Zur Berechnung eines
querangeströmten Rippenrohrwärmetauschers werden die in der Abb. 6.52 dargestellten
Variablen verwendet. Zunächst wird der Rippenwirkungsgrad η R ermittelt:

= tanh χ
χ

d
2

2 α R
λ R t ,

η R mit χ ϕ

=

(6.48)

wobei für Rechteckrippen folgender Geometriefaktor angesetzt wird:

= 1 . 28 b R
d

l R
b R

− 1)(1 + 0 . 35 ln ϕ

= ( ϕ ϕ − 0 . 1 ≥ b R .

ϕ ) und für l R

(6.49)