CH654906A5

CH654906A5 - Plattenwaermetauscher, insbesondere fuer solarheizungen.

Info

Publication number: CH654906A5
Application number: CH6810/81A
Authority: CH
Inventors: Guenter Langenhorst; Christoph Langenhorst
Original assignee: Top Element Bauelemente
Priority date: 1981-08-26
Filing date: 1981-10-26
Publication date: 1986-03-14
Also published as: DE3133790C2; CA1167027A; DE3133790A1; US4418746A

Description

Die Erfindung betrifft einen Plattenwärmetauscher, insbe- 65 sondere für Solarheizungen, bestehend aus Metallplatten mit von einem Wärmeträger durchströmten Kanälen und am obere Plattenrand sowie am unteren Plattenrand angeordneten Sammelrohren für den Wärmeträgervorlauf und den Wärmeträgerrücklauf, wobei die Sammelrohre mit den Kanälen fluchtende Durchtrittsbohrungen für den Wärmeträger aufweisen. - Ein derartiger Plattenwärmetauscher kann im Rahmen der Erfindung für eine Bodenheizung, Dek-kenheizung oder einen Radiator Verwendung finden, wird bevorzugt jedoch als Platten Wärmetauscher für Solarheizungen eingesetzt, wobei dann die Metallplatten Absorberflächen aufweisen, um Sonnenstrahlung in Wärme zu verwandeln. Die auftretende Wärme wird bevorzugt durch Kon-vektion an den Wärmeträger, z.B. Wasser, übertragen, welcher die in den Absorberflächen enthaltenen Kanäle durchströmt und einem Speicher zugeführt wird.

Platten Wärmetauscher für Solarheizungen sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. So kennt man eine einteilige Konstruktion, bei der also die Metallplatten und Sammelrohre als einstückige Bauelemente vorgegebener Grösse ausgebildet sind. Die Montage derartiger Bauelemente auf beispielsweise Dächern ist wegen ihrer unhandlichen Grösse äusserst schwierig und umständlich. - Ausserdem ist die getrennte Montage der Metallplatten und Sammelrohre mittels komplizierter Schraubverbindungen bekannt, die ebenfalls an Ort und Stelle umständliche Manipulationen verlangt, weil auch die Kanäle selbst im Bereich der Durchtrittsbohrungen mit den Sammelrohren verschraubt werden müssen. - Endlich ist es bekannt, die Metallplatten und insbesondere die Kanäle im Bereich der Durchtrittsbohrungen mit den Sammelrohren zu verkleben oder zu verschweissen. Auch derartige Klebe- bzw. Schweissarbeiten lassen sich nur schwierig und umständlich auf Dächern im Zuge des Verlegens eines Plattenwärmetauschers durchführen. - Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Plattenwärmetauscher, insbesondere für Solarheizungen, zu schaffen, der sich einfach und schnell an Ort und Stelle und insbesondere auf Dächern montieren lässt.

Diese Aufgabe wird von der Erfindung bei einem gattungs-gemässen Plattenwärmetauscher, insbesondere für Solarheizungen, dadurch gelöst, dass im Übergangsbereich der Sammelrohre zu den Metallplatten mit den Sammelrohren verbundene U-förmige Profile vorgesehen sind, in die die Metallplatten eingesteckt sind, und dass die Metallplatten mit ihren oberen und unteren Plattenrändern sowie mit ihren an den Plattenrändern mündenden Kanälen mittels Verbindungsmittel gegen Dichtungsbänder auf den Stegen der U-Profile angedrückt sind, wobei die Stege und Dichtungsbänder ebenfalls zueinander fluchtende Durchtrittsbohrungen aufweisen, und dass die Schenkel der U-Profile und die Metallplatten zwischen den Kanälen im wesentlichen fluchtende Durchbrechungen zur Aufnahme der Verbindungsmittel aufweisen, und die Durchtrittsbohrungen in den Sammelrohren, Stegen und Dichtungsbändern mit den Kanälen fluchten. - Nach Lehre der Erfindung wird gleichsam ein baukastenartig zusammensetzbarer Plattenwärmetauscher, insbesondere für Solarheizungen, verwirklicht. Die Anordnung der Verbindungsmittel für die Metallplatten und Sammelrohre ist so verwirklicht, dass zugleich eine Ausrichtung der Kanäle in den Plattenrohren auf die Durchtrittsbohrungen in den Sammelrohren und eine einwandfreie Dichtung zwischen den Sammelrohren und den Metallplatten bzw. den Durchtrittsbohrungen und den Kanälen für den flüssigen Wärmeträger wie Wasser erreicht wird. Folglich lässt sich die Montage des erfindungsgemässen Plattenwärmetauschers einfach und schnell an Ort und Stelle und insbesondere auf Dächern vornehmen. - Darin sind die wesentlichen durch die Erfindung erreichten Vorteile zu sehen.

Weitere Merkmale der Ausführungsform eines Plattenwär

metauschers sind im folgenden aufgeführt. So können die U-Profile mit den Sammelrohren einen einstückigen Bauteil bilden, beispielsweise als stranggepresste Bauelemente aus Aluminium bestehen. Zur einwandfreien Festlegung der Metallplatten in den U-Profilen ist bevorzugt der Aufbau so verwirklicht, dass die Schenkel der mit ihren Stegen an den Sammelrohren befestigten oder mit den Sammelrohren einen einstückigen Bauteil bildenden U-Profile nach innen gerichtete auf im wesentlichen die Stärke der Metallplatten distanzierte Abkantungen aufweisen. Zweckmässigerweise können die Durchbrechungen in den Schenkeln und/oder Metallplatten als mehreckige Durchbrechungen ausgebildet und die Verbindungsmittel mit mehreckigem Querschnitt unver-drehbar in die Durchbrechungen lösbar eingesteckt sein.

Vorteilhaft sind die Verbindungsmittel als U-förmige Keilaufnahmen mit aus den U-Schlitzen heraus gegen die Durchbrechungskanten der Metallplatten ausgedrückten Befestigungskeilen ausgebildet und ist jeweils zwischen der keilförmigen vom Sammelrohr abgewandten Innenseite der Befestigungskeile und dem Steg der U-förmigen Keilaufnahmen eine Befestigungsschraube eingeschraubt. Durch das blosse Einschrauben dieser Befestigungsschraube wird also ein Andrücken des betreffenden Befestigungskeils gegen die zugeordneten Durchbrechungskanten jener Durchbrechungen der Metallplatten erreicht, in welche die betreffende Keilaufnahme als gleichsam Steckelement eingesteckt ist. Als Widerlager für diese Keilaufnahme dienen die Durchbrechungen in den Schenkeln des U-Profils. Auf diese Weise sorgt also das Einschrauben der betreffenden Befestigungsschraube sowohl für eine Verbindung der paneelartigen Metallplatten mit den Sammelrohren wie auch für ein rand-seitiges Andrücken der Metallplatten gegen das auf dem Steg der U-Profile befindliche und vorzugsweise eingegossene Dichtungsband. Einwandfreie Befestigung der Metallplatten und einwandfreie Abdichtung im Übergangsbereich zwischen den Sammelrohren und den Kanälen ist dadurch gewährleistet. Für eine einwandfreie Ausrichtung und Festlegung der Metallplatten in den U-Profilen kann ferner eine Massnahme sorgen, wonach die Aussenseite der Befestigungskeile auf den Abstand der Durchbrechungskanten der Metallplatten angeordnete Arretierungskerben aufweist. Ausserdem können die als Steckelemente ausgebildeten Keilaufnahmen einen Kragen als Einsteckanschlag aufweisen, so dass leichtes und ausgerichtetes Einstecken selbst der Keilaufnahmen mit den Befestigungskeilen in die Durchbrechungen der Schenkel und Metallplatten gewährleistet ist.

Nach einer abgewandelten Ausführungsform können die Verbindungsmittel auch als die Sammelrohre umfassende Rohrschellen ausgebildet sein.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemässen Plattenwärmetauscher in der Ausführungsform für Solarheizungen,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch den Gegenstand nach Fig. 1 im Bereich eines Kanals,

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch den Gegenstand nach Fig. 1 im Bereich eines als Keilaufnahme mit Befestigungskeil und Befestigungsschraube ausgebildeten Verbindungsmittels und

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Fig. 4 einen Querschnitt durch das Verbindungsmittel nach Fig. 3.

In den Figuren ist ein Plattenwärmetauscher für Solarhei-5 zungen dargestellt. Dieser Plattenwärmetauscher besteht in seinem grundsätzlichen Aufbau aus Metallplatten 1 mit Absorberfläche und mit von einem flüssigen Wärmeträger wie Wasser durchströmten Kanälen 2. Die Metallplatten 1 bestehen vorzugsweise aus Aluminium und besitzen am io oberen Plattenrand sowie am unteren Plattenrand quer verlaufende Sammelrohre 3 für den Wärmeträgervorlauf 3a und den Wärmeträgerrücklauf 3b. Die Sammelrohre weisen mit den Kanälen 2 fluchtende Durchtrittsbohrungen 4 für den Wärmeträger auf. Sie besitzen im Übergangsbereich zu den ls Metallplatten 1 U-förmige Profile 5, in die die Metallplatten 1 eingesteckt sind. Die Metallplatten 1 sind mit ihren oberen und unteren Plattenrändern sowie mit ihren an den Plattenrändern mündenden Kanälen 2 mittels Verbindungsmittel 6 bis 8 gegen Dichtungsbänder 9 auf den Stegen 10 der 20 U-Profile 5 mit fluchtenden Durchtrittsbohrungen 11 in den Dichtungsbändern 9 unter Erzeugung von Dichtwirkung angedrückt. Die Dichtungsbänder 9 können auf die Stege 10 aufgegossen sein. Die Schenkel 12 der U-Profile 5 und die Metallplatten 1 weisen zwischen den Kanälen 2 im wesent-2s liehen fluchtende Durchbrechungen 13,14 zur Aufnahme der Verbindungsmittel 6 bis 8 auf. Die Durchtrittsbohrungen 4, 11 in den Sammelrohren 3, Stegen 10 und Dichtungsbändern 9 fluchten mit den Kanälen 2. Die U-Profile 5 bilden mit den Sammelrohren 3 ein einstückiges Bauteil, vorzugsweise 30 ein einteiliges stranggrepresstes Bauteil. Die Schenkel 12 der mit ihren Stegen 10 an den Sammelrohren 3 befestigten oder mit den Sammelrohren ein einstückiges Bauteil bildenden U-Profile 5 weisen nach innen gerichtete auf im wesentlichen die Stärke der Metallplatten 1 distanzierte Abkantungen 15 35 auf. Die Durchbrechungen 13,14 in den Schenkeln 12 und/ oder Metallplatten 1 sind als mehreckige Durchbrechungen ausgebildet. Die Verbindungsmittel 6 bis 8 sind mit mehrek-kigem Querschnitt unverdrehbar in die Durchbrechungen 13, 14 eingesteckt.

40 Dargestellt ist eine Ausführungsform, wonach die Verbindungsmittel als U-förmige Keilaufnahmen 6 mit aus den U-Schlitzen heraus gegen die Durchbrechungskanten der Durchbrechungen in den Metallplatten 1 angedrückten Befestigungskeilen 7 ausgebildet sind.

45 Zwischen jeweils die keilförmige vom Sammelrohr 2 abgewandte Innenseite der Befestigungskeile 7 und dem Steg der U-förmigen Keilaufnahmen 6 ist eine bereits eingesetzte Befestigungsscheibe 8 eingeschraubt. Durch das Einschrauben wird zugleich das teilweise Herausdrücken der so Befestigungskeile 7 aus den Keilaufnahmen 6 und folglich die Keilwirkung erreicht. Die Aussenseite der Befestigungskeile 7 weist auf den Abstand der Durchbrechungskanten der Metallplatten der Durchbrechungen 14 in den Metallplatten 1 angeordnete Arretierungskerben 16 auf, so dass die 55 Keilaufnahmen 6 und Befestigungskeile 7 einwandfrei in den Durchbrechungen 13,14 festgelegt sind. Dazu dient ferner, dass die Keilaufnahmen 6 einen Kragen 17 als Einsteckanschlag besitzen.

Nicht dargestellt ist eine Ausführungsform, wonach die 60 Verbindungsmittel als die Sammelrohre umfassende Rohrschellen ausgebildet sind.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Plattenwärmetauscher, insbesondere für Solarheizungen, bestehend aus Metallplatten mit von einem Wärme-träger durchströmten Kanälen und am oberen Plattenrand sowie am unteren Plattenrand angeordneten Sammelrohren s für den Wärmeträgervorlauf und den Wärmeträgerrücklauf, wobei die Sammelrohre mit den Kanälen fluchtende Durchtrittsbohrungen für den Wärmeträger aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass im Übergangsbereich der Sammelrohre (3) zu den Metallplatten (1) mit den Sammelrohren (3) io verbundene U-förmige Profile (5) vorgesehen sind, in die die Metallplatten (1) eingesteckt sind, und dass die Metallplatten (1) mit ihren oberen und unteren Plattenrändern sowie mit ihren an den Plattenrändern mündenden

Kanälen (2) sowie mittels Verbindungsmittel (6 bis 8) gegen is Dichtungsbänder (9) auf den Stegen (10) der U-Profile (5) angedrückt sind, wobei die Stege ( 10) und Dich trungs-bänder (9) ebenfalls zueinander fluchtende Durchtrittsbohrungen (4,11) aufweisen, und dass die Schenkel (12) der U-Profile (5) und die Metallplatten (1) zwischen den 20

Kanälen (2) im wesentlichen fluchtende Durchbrechungen (13,14) zur Aufnahme der Verbindungsmittel (6 bis 8) aufweisen und die Durchtrittsbohrungen (4,11) in den Sammelrohren (3), Stegen (10) und Dichtungsbändern (9) mit den Kanälen (2) fluchten. 25
2. Platten Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die U-Profile (5) mit den Sammelrohren (3) einen einstückigen Bauteil bilden.
3. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (12) der mit ihren 30 Stegen (10) an den Sammelrohren (3) befestigten oder mit den Sammelrohren einen einstückigen Bauteil bildenden U-Profile (5) nach innen gerichtete, auf im wesentlichen die Stärke der Metallplatten (1) distanzierte Abkantungen (15) aufweisen. 35
4. Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrechungen (13, 14) in den Schenkeln (12) und/oder Metallplatten (1) als mehreckige Durchbrechungen ausgebildet und die Verbindungsmittel (6 bis 8) mit mehreckigem Querschnitt unver-drehbar in die Durchbrechungen lösbar eingesteckt sind.
5. Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel als U-förmige Keilaufnahmen (6) mit aus den U-Schlitzen heraus gegen die Durchbrechungskanten der Metallplatten (1) angedrückten Befestigungskeilen (7) ausgebildet sind und jeweils zwischen der keilförmigen, vom Sammelrohr (3) abgewandten Innenseite der Befestigungskeile (7) und dem Steg der U-förmigen Keilaufnahmen (6) eine Befestigungsschraube (8) eingeschraubt ist. so
6. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenseite der Befestigungskeile (7) auf den Abstand der Durchbrechungskanten der Metallplatten (1) angeordnete Arretierungskerben (16) aufweist.
7. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Keilaufnahmen (6) einen Kragen (17) als Einsteckanschlag aufweisen.
8. Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel als die Sammelrohre (3) umfassende Rohrschellen ausgebildet sind.

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