Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmetauscher zur Verwendung in Wasser, insbesondere zur Verwendung in verschmutztem Wasser, mit mehreren wenigstens angenähert parallelen Hohlplatten für den Durchlauf eines Wärmetransportmediums gemäss der Definition der Patentansprüche.
Bei den heute üblichen Wärmetauschern sind die Hohlplatten oder die Rohrbündel senkrecht angeordnet und das Wasser, dem die Wärme entzogen werden soll, wird von oben nach unten, gemäss der Erdanziehung, geleitet. Solange man ausschliesslich mit sauberem Wasser, wie Meteorwasser, Tiefenwasser oder Ähnlichem zu tun hat, spielt diese Anordnung eine untergeordnete Rolle.
Sobald aber verschmutztes Wasser als Wärmegeber zu verwenden ist, kann man immer wieder feststellen, dass sich unten ein Sumpf von sich absetzenden Schmutzpartikeln bildet. Auch wenn die Führung des Wassers mäanderförmig von oben nach unten und umgekehrt erfolgt, ergibt sich bei jeder unteren Umkehrstelle ein Pfropfen von Schmutz. Dieser Pfropfen bildet sich vor allem dadurch, dass beidseits, also bei Fallströmung als auch bei Ansteigströmung das Wasser einen Druck gegen den Boden ausübt und damit die Schmutzpartikeln zusammenpresst. Auch die dadurch kleiner werdende Durchflussöffnung vermag trotz höherer Fliessgeschwindigkeit den Pfropfen praktisch nie mehr zu entfernen.
Somit bietet die Entfernung dieses Sumpfes oder Pfropfens etwelche Schwierigkeiten, indem er oft auch nicht durch einfaches Rückspülen entfernbar ist, sondern für eine gute Reinigung ausgebaut werden muss. Die Konstruktion ist aber demgegeüber nicht so ausgelegt, dass eine Demontage möglich ist, sodass der Wärmetauscher ausgewechselt werden muss. Dies wird auch mit als Grund vieler Heizungsfachleute angesehen, sich zu weigern, den Abwässern die Wärme zu entziehen, sodass dadurch viel Energie nutzlos verschwendet wird.
Es ist dementsprechend eine Aufgabe der Erfindung, einen Wärmetauscher zur Verwendung in Wasser, insbesondere zur Verwendung in Abwasser, sowie Bach-, Fluss- oder Seewasser zu schaffen, bei dem sich kein Sumpf bilden kann, der zu Verstopfung des Wasserdurchflusses führen könnte.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Hohlplatten wenigstens angenähert horizontal liegend in einem Gehäuse mit zwei Längswänden, senkrecht dazu angeordneten Querwänden und Deck- und Bodenwand angeordnet und wenigstens an den Querwänden des Gehäuses dicht abschliessend befestigt sind, und dass der Zufluss des Wassers oben und der Abfluss unten angeordnet sind.
Nachfolgend wird die Erfindung an Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Wärmetauscher nach der Erfindung,
Fig. 2 einen Querschnitt durch den Wärmetauscher gemäss Fig. 1 und
Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Hohlplatte, mit angedeuteten Labyrinthwegen für das Wärmetransportmedium.
Der erfindungsgemässe Wärmetauscher besteht aus mehreren parallelen Hohlplatten 1, die in vereinfachter Darstellung lediglich als einfache Linien dargestellt sind. Fig. 3 zeigt punktiert gezeichnete Trennwände 11, die einen mäandrierenden Weg für das Wärmetransportmedium vorgeben, sowie eine mit strichliert gezeichneter Linie 12 dargestellte Schikane vor dem Auslauf aus der Hohlplatte 1. Mehrere solcher Hohlplatten 1 sind in ein Gehäuse mit zwei parallelen Längswänden 23, 24, zwei parallelen Querwänden 21, 22, einer Deckwand 25 und einer Bodenwand 26 eingebaut. Wie Fig. 1 zeigt, sind die Hohlplatten 1 an ungerader Stelle an der rechten Querwand 21 dichtend befestigt und diejenigen an gerader Stelle an der linken Querwand 22 dichtend befestigt.
Wenn nun, wie in Fig. 2 gezeigt, alle Hohlplatten 1 an beiden Längswänden 23, 24 dichtend befestigt sind, so ist leicht zu erkennen, dass für das Wasser, dem die Wärme entzogen werden soll, ein von oben nach unten mäandrierender Weg gebildet ist.
Wie in der Erfindung vorgesehen, ist ein solcher Wärmetauscher liegend, also wie gezeichnet einzubauen. Wenn, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, oben der Zufluss 31 des warmen Brauchwassers erfolgt, so bewirkt der Fluss eine Tur bulenz in der Strömung, und damit können die Schmutzpartikeln nicht ausgefällt werden, sondern sie werden mit dem Wasser mitgerissen.
Dieser Effekt kann noch verstärkt werden, wenn die Zwischenräume zwischen zwei sich folgenden Platten von oben nach unten variiert werden oder auch in jeder Ebene eine zunehmende Verengung in Flussrichtung des Wassers vorgesehen ist, sodass erzwungenermassen eine höhere Durchflussgeschwindigkeit erzielt wird.
Die Ausnützung der im Brauchwasser transportierten Wärme kann dadurch noch verbessert werden, indem der Zu- und Abfluss des Wärmetransportmediums in den Wärmetauscherplatten nicht nur seriell erfolgt, sondern, wenn nur einzelne Platten seriell geschaltet sind, aber mehrere solcher serieller Anordnungen parallel durchflossen werden. Um dies wahlweise zu ermöglichen, sind alle Hohlplatten 1 an wenigstens der rechten Querwand 21 einzeln mit einem Anschlussstutzen 14 versehen, welche Anschlussstutzen dann in einem Verteiler 15, 16 zusammengefasst werden können. Auch ist es möglich, Hohlplatten, die rechts an der Querwand keinen Anschluss haben, indem sie dort einen Durchgang für das Wasser bilden, trotzdem mit dem Wärmetransportmedium zu versorgen. Dazu muss natürlich bei der linken Querwand eine in der Zeichnung nicht dargestellte Verbindung zwischen den beiden Platten vorhanden sein.
The present invention relates to a heat exchanger for use in water, in particular for use in polluted water, with a plurality of at least approximately parallel hollow plates for the passage of a heat transport medium according to the definition of the claims.
In the heat exchangers common today, the hollow plates or the tube bundles are arranged vertically and the water, from which the heat is to be extracted, is conducted from top to bottom in accordance with gravity. As long as one only deals with clean water, such as meteor water, deep water or the like, this arrangement plays a subordinate role.
However, as soon as contaminated water is used as a heat source, it can always be seen that a swamp of settling dirt particles forms below. Even if the water is guided in a meandering shape from top to bottom and vice versa, there is a grafting of dirt at each lower reversal point. This plug is formed primarily by the fact that the water exerts pressure against the ground on both sides, i.e. in case of downward flow and upward flow, and thus compresses the dirt particles. Even the flow opening that becomes smaller as a result is practically never able to remove the plug despite the higher flow speed.
The removal of this sump or graft therefore presents some difficulties in that it is often not possible to remove it simply by backwashing it, but rather has to be removed for good cleaning. In contrast, the construction is not designed so that disassembly is possible, so that the heat exchanger must be replaced. This is also considered to be the reason for many heating experts to refuse to extract the heat from the waste water, so that a lot of energy is uselessly wasted.
It is accordingly an object of the invention to provide a heat exchanger for use in water, in particular for use in wastewater, as well as stream, river or lake water, in which no sump can form which could lead to the water flow being blocked.
According to the invention, this is achieved in that the hollow plates are at least approximately horizontally lying in a housing with two longitudinal walls, perpendicular transverse walls and top and bottom walls and are tightly sealed at least on the transverse walls of the housing, and that the inflow of water above and the drain are arranged below.
The invention is explained below using exemplary embodiments. Show it:
1 shows a longitudinal section through a heat exchanger according to the invention,
Fig. 2 shows a cross section through the heat exchanger according to Fig. 1 and
Fig. 3 is a plan view of a hollow plate, with indicated labyrinth paths for the heat transfer medium.
The heat exchanger according to the invention consists of several parallel hollow plates 1, which are shown in a simplified representation only as simple lines. Fig. 3 shows dotted partition walls 11, which specify a meandering path for the heat transport medium, and a baffle shown with dashed line 12 in front of the outlet from the hollow plate 1. Several such hollow plates 1 are in a housing with two parallel longitudinal walls 23, 24th , two parallel transverse walls 21, 22, a top wall 25 and a bottom wall 26 installed. As shown in FIG. 1, the hollow plates 1 are sealed in an odd place on the right transverse wall 21 and those in an even place on the left transverse wall 22.
If, as shown in FIG. 2, all hollow plates 1 are now sealed to both longitudinal walls 23, 24, it can easily be seen that a path meandering from top to bottom is formed for the water from which the heat is to be extracted .
As provided in the invention, such a heat exchanger is to be installed horizontally, ie as shown. If, as shown in FIGS. 1 and 2, the inflow 31 of the hot domestic water takes place above, the flow causes a turbulence in the flow, and thus the dirt particles cannot be precipitated, but are carried away with the water.
This effect can be intensified if the gaps between two successive plates are varied from top to bottom or if there is an increasing narrowing in the flow direction of the water at each level, so that a higher flow rate is necessarily achieved.
The utilization of the heat transported in the process water can be further improved by the fact that the inflow and outflow of the heat transport medium in the heat exchanger plates are not only serial, but if only individual plates are connected in series, but several such serial arrangements are flowed through in parallel. In order to make this possible, all hollow plates 1 are individually provided with a connecting piece 14 on at least the right transverse wall 21, which connecting pieces can then be combined in a distributor 15, 16. It is also possible to supply hollow plates that do not have a connection on the right-hand side of the transverse wall by forming a passage for the water, with the heat transport medium. For this, of course, there must be a connection between the two plates, not shown in the drawing, on the left transverse wall.