CH700886A1

CH700886A1 - Flachwärmetauscher, sowie Verfahren zu dessen Herstellung.

Info

Publication number: CH700886A1
Application number: CH00620/09A
Authority: CH
Inventors: Max Roth
Original assignee: M & M En Forschung Anstalt
Priority date: 2009-04-17
Filing date: 2009-04-17
Publication date: 2010-10-29

Abstract

Ein Flachwärmetauscher (11) besitzt zwei miteinander fest verbundene erste und zweite Metallbleche (13, 15), vorzugsweise Kupferbleche, deren erste und zweite Seitenränder (17, 19) an zwei gegenüberliegenden Seiten dicht miteinander verbunden sind. Die Flächen der Bleche (13, 15) sind mit einer Mehrzahl von in Abstand voneinander angeordneten Befestigungsstellen (35) miteinander verbunden. Zwischen den Metallblechen (13, 15) ist ein Durchströmungsraum (16) für ein Wärmetransfermedium ausgebildet. Zwei Anschlussrohre (27a, 27b) sind einander gegenüberliegend an den beiden verbleibenden dritten und vierten Seitenrändern (21, 23) der miteinander verbundenen Metallbleche (13, 15) angeordnet und stehen mit dem Durchströmungsraum (16) in Verbindung. Je ein Montagemantel (37) umgreift das Anschlussrohr (27a, 27b). Der Montagemantel (37) ist mit dem Anschlussrohr (27a, 27b) und dem dritten und vierten Seitenrand (21, 23) flüssigkeitsdicht verbunden.

Description

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Flachwärmetauscher gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1, einen Flachwärmetauscher gemäss Oberbegriff des Anspruchs 6 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Flachwärmetauschers gemäss Oberbegriff des Anspruchs 12.

[0002] Die EP 1 204 495 zeigt einen Flachwärmetauscher mit zwei beabstandeten Kupferblechen. Die Kupferbleche sind an ihren ersten und zweiten gegenüberliegenden Seitenrändern mit einer Lötnaht miteinander verbunden. Zusätzlich sind die Kupferbleche durch eine Mehrzahl von Clinch-Verbindungen verbunden, welche in den Flächen der Kupferbleche in einem Rechteckraster angeordnet sind. An den beiden verbleibenden dritten und vierten Seitenrändern sind die Kupferbleche in entgegengesetzter Richtung viertelrund aufgeweitet, so dass sie zusammen eine Aufnahme mit etwa halbkreisförmigem Querschnitt bilden. In die Aufnahme ist ein Montagemantel eingelötet. Von Nachteil ist es, dass die Lötverbindung zwischen der Aufnahme und dem Montagemantel in einem manuellen Verfahren hergestellt werden muss, das kosten- und zeitintensiv ist.

[0003] Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Flachwärmetauscher bereitzustellen, der den oben genannten Nachteil nicht aufweist. Noch ein Ziel ist es einen Flachwärmetauscher bereitzustellen, dessen Seitenränder rasch und kostengünstig flüssigkeitsdicht verschlossen werden können. Eine weitere Aufgabe besteht darin, dass ein System von einer Mehrzahl von untereinander verbundenen Flachwärmetauschern mit geringem Zeit- und Kostenaufwand herstellbar ist.

[0004] Erfindungsgemäss wird die Aufgabe bei einem Flachwärmetauscher gemäss Oberbegriff von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass je ein Montagemantel das Anschlussrohr umgreift und mit dem Anschlussrohr und dem dritten und vierten Seitenrand flüssigkeitsdicht verbunden ist. Der erfindungsgemässe Flachwärmetauscher hat den Vorteil, dass das Anschlussrohr durch den Montagemantel vorfixiert und gehalten ist. Eine endgültige Fixierung zwischen dem Anschlussrohr und den Flachseiten der Bleche kann daher kostengünstig teil- oder vollautomatisch hergestellt werden, weil nur zwei Längslöt-, Längsklebe- oder Längsschweissnähte gemacht werden müssen.

[0005] In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Längsränder des Montagemantels zu Lotaufnahmen ausgeformt. Dadurch ist ein Lotstab, welcher in die Lotaufnahme eingelegt ist, an der Übergangsstelle zwischen den Längsrändern des Montagemantels und den Blechen gehalten. Zur Herstellung einer Lötverbindung muss die Umgebung des Lotstabs lediglich auf dessen Schmelztemperatur erwärmt werden. Dies kann vollautomatisch ohne manuelle Arbeitsschritte erfolgen.

[0006] Dass die Montagemäntel an einer ihrer Stirnseiten aufgeweitet sind, hat den Effekt, dass das Aufstülpen des Montagemantels erleichtert wird und rascher durchführbar ist.

[0007] Mit Vorteil sind die verbleibenden dritten und vierten Seitenränder der Metallbleche zu einer im Querschnitt teilkreisförmigen Aufnahme für das Anschlussrohr ausgeformt. Die teilkreisförmige Aufnahme weist einen Kreisbogen mit einem Mittelpunktwinkel zwischen 60[deg.] und 210[deg.], vorzugsweise zwischen 90[deg.] und 200[deg.], und ganz besonders bevorzugt von ungefähr 180[deg.] auf. Dadurch wird eine ausreichend grosse Dichtfläche zwischen dem Anschlussrohr und den Blechen hergestellt. Beträgt der Kreisbogen mehr als 180[deg.], so hat dies den Vorteil, dass das Anschlussrohr durch die umgeformten Seitenränder form- und reibschlüssig gehalten ist.

Geringe Mittelpunktwinkel können dann gewählt werden, wenn das Blechrohmaterial nur in bestimmten Abmessungen vorhanden ist und für einen grösseren Mittelpunktwinkel folglich kein ausreichendes Blechmaterial vorhanden ist.

[0008] Die Anschlussrohre besitzen vorteilhaft Aussparungen, vorzugsweise eine längliche Aussparung, deren Länge höchstens die Länge der verbleibenden dritten und vierten Seitenränder aufweist. Eine ausreichend dimensionierte Öffnung für den Durchgang des Wärmetransfermediums vom Anschlussrohr in den Durchströmungsraum zwischen den Blechen und vice versa ist dadurch sichergestellt.

[0009] Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Flachwärmetauscher, bei welchem die ersten und zweiten Seitenränder der Bleche an den zwei gegenüberliegenden Seiten mittels einer Pressverbindung miteinander verbunden. Die Pressverbindung ist durch einen Profilstab mit einem Längsschlitz, in welchen die Seitenränder der Metallbleche aufgenommen und mit dem Profilstab verpresst sind, gebildet. Eine flüssigkeitsdichte Verbindung der Seitenränder ist durch die Pressverbindung kostengünstig und rasch herstellbar.

[0010] Durch den Längsschlitz sind einander gegenüberliegende Seiten als Klemmbacken definiert. Die Klemmbacken weisen mindestens zwei erste und zweite einander gegenüberliegende und sich über die gesamte Länge des Profilstabs erstreckende Klemmstege auf. Der Anpressdruck ist lediglich auf die Klemmstege konzentriert. Dies hat den Effekt, dass die Seitenränder der Bleche zuverlässig und dauerhaft flüssigkeitsdicht verbunden sind. Vorzugsweise sind mindestens zwei Klemmstegpaare vorhanden. Die Metallbleche können sich nicht um ein einzelnes Klemmstegpaar verdrehen, da das zweite Klemmstegpaar die Metallbleche zusätzlich fixiert.

[0011] Vorteilhaft ist an jeder der beiden symmetrischen Seiten des Klemmbackens zwischen dem ersten Klemmsteg und dem zweiten Klemmsteg ein erster Zwischenraum und zwischen dem zweiten Klemmsteg und dem Schlitzgrund ein zweiter Zwischenraum gebildet, wobei der zweite Zwischenraum grösser als der erste Zwischenraum ist. Bei der Verklemmung der Bleche zwischen den Klemmbacken nehmen die ersten und zweiten Zwischenräume von den Klemmstegen verdrängtes Material der Bleche auf. Die Festigkeit der Klemmverbindung wird so erhöht, weil die Klemmstege tief in die Bleche eindringen können.

[0012] Mit Vorteil besteht der Profilstab aus einer Messing-Blei-Zinn-Legierung, welche während der Verpressung des Profilstabs verformbar ist und dauerhaft diese Verformung beibehält. Möglich sind auch andere Legierungen. Von Bedeutung ist, dass die Legierung des Profilstabs eine ähnliche Wärmeausdehnung wie das Metall der Bleche besitzt und zum Verklemmen unter grossem Druck geeignet ist.

[0013] Gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform hat der Profilstab an zwei einander gegenüberliegenden Seiten Schlitze. So dient der Profilstab nicht nur der Verbindung der Seitenränder eines einzelnen Flachwärmetauschers, sondern er ist auch gleichzeitig in der Lage zwei nebeneinander angeordnete Flachwärmetauscher zu verbinden.

[0014] An den Seiten des Profilstabs, welche parallel zu den Längsschlitzen sind, ist mittig jeweils eine Kerbe vorgesehen. Diese gezielte Materialverschwächung des Profilstabs hat den Effekt, dass die Klemmbacken leichter verpressbar sind, deren Rückstellkraft nach der Verpressung reduziert ist, und deren Anpressdruck folglich verbessert ist.

[0015] Inhalt der der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines Flachwärmetauscher, bei welchem je ein Montagemantel, welcher einen ersten und zweiten Längsrand besitzt, das Anschlussrohr und die Aufnahme umgreift und die ersten und zweiten Längsränder mit den einander gegenüberliegenden Flachseiten der Metallbleche verlötet, verschweisst oder verklebt werden. Dieses Montageverfahren hat den Vorteil, dass die Schweiss- bzw. Lötnähte geradlinig und an leicht zugänglichen Stellen positioniert sind und dadurch sehr einfach und rasch angebracht werden können.

[0016] Zweckmässigerweise werden die Stirnseitenränder des Montagemantels mit dem Anschlussrohr verlötet oder verschweisst. Eine Verschiebung bzw. eine Verdrehung des Anschlussrohrs nach dessen Montage wird so zuverlässig verhindert.

[0017] Dadurch, dass die dritten und vierten Seitenränder der Metallbleche zu einer im Querschnitt teilkreisförmigen Aufnahme umgeformt werden, wird kein zusätzliches Montageteil benötigt, das aufwändig an den Blechen fixiert werden müsste.

[0018] In einer besonders bevorzugten Verfahrensvariante erfolgt die Verbindung der Längsränder mit den Metallblechen halb- oder vollautomatisch mittels eines Schweiss- oder Lötroboters. Dadurch dass zum Anbringen der benötigten Schweiss- bzw. Lötnähte Schweiss- oder Lötroboter verwendet werden können, kann der Flachwärmetauscher sehr rasch und kostengünstig hergestellt werden.

[0019] Mit Vorteil werden die ersten und zweiten Seitenränder mittels einer Pressverbindung dicht miteinander verbunden, indem die ersten und zweiten Seitenränder in den Schlitz eines Profilstabes gesteckt und der Profilstab rechtwinklig zur Erstreckung des Schlitzes zusammengepresst wird. Das Pressverfahren lässt sich sehr rasch durchführen und gewährleistet eine zuverlässige und dauerhafte Verbindung.

[0020] Zwei an gegenüberliegenden Längsseiten des Profilstabs angebrachte Schlitze haben den Effekt, dass benachbarte Flachwärmetauscher an ihren ersten bzw. zweiten Seitenrändern mittels der Profilstäbe miteinander verbunden werden können. Ein System von einer Mehrzahl von einzelnen Flachwärmetauschern ist einfach und rasch herstellbar und ist individuell an die vorliegenden Anforderungen am jeweiligen Einbauort anpassbar.

[0021] Nachfolgend wird die Erfindung unter die Bezugnahme auf die Figur beispielhaft erläutert. Es zeigt in schematischer Darstellung:
<tb>Fig. 1<sep>einen aus dem Stand der Technik bekannten Flachwärmetauscher in Explosionsdarstellung;

<tb>Fig. 2<sep>Einen Querschnitt durch eine Clinch-Verbindung zwischen den beiden Blechen des Flachwärmetauschers,

<tb>Fig. 3<sep>einen erfindungsgemässen Flachwärmetauscher in Explosionsdarstellung;

<tb>Fig. 4<sep>Ein Montagemantel mit Lotaufnahme im Querschnitt;

<tb>Fig. 5<sep>einen Profilstab zur Verbindung der Seitenränder von zwei übereinander liegenden Blechen in einer Seitenansicht;

<tb>Fig. 6<sep>den Profilstab aus Fig. 3im Querschnitt; und

<tb>Fig. 7<sep>eine Ausführungsvariante des Profilstabs im Querschnitt.

[0022] Fig. 1 zeigt einen Flachwärmetauscher 11, welcher zwei Kupferbleche 13, 15, besitzt. Die Kupferbleche 13, 15 sind an zwei einander gegenüberliegenden ersten und zweiten Seitenrändern 17, 19 dicht verbunden. Zwischen den Kupferblechen 13, 15 ist ein Durchströmungsraum 16 gebildet. Die ersten und zweiten Seitenränder 17, 19 der Bleche 13, 15 sind mittels einer Lötnaht dicht miteinander verbunden. An den beiden verbleibenden dritten und vierten Seitenrändern 21, 23 sind die Kupferbleche 13 und 15 in entgegengesetzter Richtung viertelrund aufgeweitet, so dass sie zusammen eine Aufnahme 25 mit etwa halbkreisförmigem Querschnitt bilden. Denkbar wäre es jedoch auch, dass der Querschnitt einen kürzeren teilkreisförmigen Querschnitt z.B. einen Viertelkreis bildet.

Von Bedeutung ist, dass die Ausformung der Aufnahme 25 dazu geeignet ist, ein Anschlussrohr 27, an den Seitenrändern 21, 23 flüssigkeitsdicht zu befestigen. Für diesen Zweck ist eine ausreichend dimensionierte Auflagefläche nötig.

[0023] Im Anschlussrohr 27 ist zumindest eine Aussparung 29 z.B. in Form eines Schlitzes vorgesehen, der sich in Längsrichtung des Anschlussrohrs 27 erstreckt. Damit die Aussparungen 29 im Anschlussrohr 27 in der Darstellung gezeigt werden können, ist das vordere Anschlussrohr 27b in Fig. 2von den Blechen 13,15 gelöst dargestellt.

[0024] In der Aufnahme 25 ist das Anschlussrohr 27 eingelötet. Die Schlitze 29 sind zu dem Durchströmungsraum 20 zwischen den beiden Blechen 13 und 15 gerichtet. Die Schlitze 29 weisen kalt gezogene Kragen 31 auf. Der Kragen 31 reicht beim fertigen Wärmetauscher zwischen die beiden Bleche 13,15 hinein. Denkbar wäre es auch, dass nur ein einzelner Schlitz 29 ohne Kragen direkt in der Manteloberfläche des Anschlussrohrs 27 eingearbeitet ist oder anstatt der Schlitze 29 eine Mehrzahl von Löchern in der Manteloberfläche vorgesehen sind. Für die Dichtheit des Flachwärmetauschers 11 ist von Bedeutung, dass die Länge des Schlitzes 29 kürzer als die Länge der dritten, resp. vierten Seitenkanten 21, 23 ist. Das Anschlussrohr 27 muss derartig ausgerichtet sein, dass der Schlitz 29 mit dem Durchströmungsraum 20 in Verbindung steht.

[0025] In den die Fläche des Flachwärmetauschers 11 bildenden Blechen 13,15 sind Verbindungsstellen 33 ausgeformt, welche auf der einen Seite der Bleche 13, 15 als Vertiefungen und auf der anderen Seite als Erhöhungen in Erscheinung treten. Zur Verbindung der Bleche 13, 15 werden Bleche 13, 15 so aufeinandergelegt, dass die Erhöhungen zueinander orientiert sind. Jeweils zwei der Erhöhungen der Bleche 13, 15 kommen aufeinander zu liegen. Zwischen den Erhöhungen ist der Durchströmungsraum 16 definiert. Die Verbindungsstellen 33 sind vorzugsweise in einem Rechteckraster angeordnet. Clinch-Verbindungspunkte 35 sind mitten in den Verbindungsstellen 33 ausgeformt (Fig. 2). Varianten solcher Clinch-Verbindungen sind in der EP 1 204 495, deren Inhalt hiermit mittels Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird, ausführlich beschrieben.

[0026] Der Flachwärmetauscher 11 kann grundsätzlich eine beliebige Form aufweisen. Soll der Flachwärmetauscher z.B. die Form einer Regenrinne aufweisen, so werden zwei Bleche 13, 15 parallel geformt und eine doppelwandige Regenrinne hergestellt. Danach werden die Bleche 13, 15 an den Verbindungsstellen 11 und den Rändern verbunden. So kann der Wärmetauscher eine fast beliebige Form aufweisen.

[0027] Im Unterschied zu dem in Fig. 1dargestellten Stand der Technik, ist der in der Fig. 3 dargestellte erfindungsgemässe Flachwärmetauscher dadurch gekennzeichnet, dass Montagemäntel 37 mit ersten und zweiten Längsrändern 40 vorgesehen sind, welche das Anschlussrohr 27 und die Aufnahme 25 umgreifen. Denkbar wäre auch, anstatt der in den Figuren gezeigten runden Montagemänteln 37, den runden Aufnahmen 25 und den runden Anschlussrohren 27 vieleckige Profile, z.B. Rechteckprofile, zu verwenden.

[0028] Auch wäre es denkbar, dass der Montagemantel 37 aus zwei Halbschalen besteht, welche an ihren ersten Längsrändern miteinander verbunden sind und deren zweite Längsränder im zusammengebauten Zustand einen Abstand besitzen, welcher der Höhe der beiden Metallbleche (13, 15) entspricht. Diese Herstellungsvariante des Montagemantels 37 hat den Vorteil, dass kein Längsschlitz aus einem geschlossenen Profil ausgeschnitten werden muss. Die Seitenränder 21 und 23 der Bleche 13,15 sind beim fertig montierten Flachwärmetauscher vom Montagemantel 37 umfasst. Das Anschlussrohr 27 ist von dem Montagemantel 37 reibschlüssig gehalten.

[0029] Das Anschlussrohr 27 überragt den Montagemantel 37 in seiner Länge, sodass eine Mehrzahl von Anschlussrohren 27 zu einem Rohrsystem verbindbar ist. Eine Mehrzahl von Anschlussrohren, kann z. B. durch flüssigkeitsdichte Steckverbindungen verbunden sein, um ein modulares Rohrsystem für den Vorlauf und den Rücklauf eines Wärmetransfermediums zu bilden.

[0030] Der zentrale Gedanke der Erfindung liegt darin, dass Schweiss- oder Lötnähte nur geradlinig und an leicht zugänglichen Stellen gemacht werden müssen. Dies erlaubt den Einsatz von Schweiss- oder Lötroboter, um die notwendigen Schweiss- oder Lötnähte anzubringen. Die geradlinigen Schweiss- oder Lötnähte sind an der Übergangsstelle zwischen den Längsrändern 40 des Montagemantels 37 und den Blechen 13,15 im montierten Zustand angebracht. Zur Fixierung in axialer Richtung müssen die Stirnseitenränder 41 des Montagemantels 27 mit dem Anschlussrohr 27 verlötet oder verschweisst werden. Denkbar wäre es auch, dass ein 1 oder 2 Komponentenkleber nahtförmig an der Übergangsstelle angebracht ist.

[0031] Fig. 4 zeigt eine Ausführungsvariante des Montagemantels 37. Die Längsränder 40 sind als teilkreisförmige Lotaufnahmen 42 zur Aufnahme eines Lotstabs ausgeformt. Das Verlöten ist durch dieses Konstruktionsmerkmal in zwei aufeinanderfolgenden Schritten durchführbar.

[0032] In einem ersten Schritt wird der Lotstab in die Lotaufnahme 42 eingelegt und wird von der Lotaufnahme 42 an der Übergangsstelle gehalten. Dabei ist sichergestellt, dass der Lotstab in jeder Lage des Flach-Wärmetauschers 11 gehalten ist.

[0033] In einem zweiten Schritt wird die Umgebung der Lötstelle auf die Schmelztemperatur des Lots erhitzt, die Lötverbindung wird daher durch Wärmeeinwirkung ohne weitere Erfordernisse von manuellen Arbeitsschritten hergestellt. Von Vorteil ist, dass durch das beschriebene Lötverfahren alle Lötverbindungen zwischen einem einzelnen Montagemantel 37 und den Blechen 13,15 gleichzeitig herstellbar sind.

[0034] Gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die ersten und zweiten Seitenränder 17,19 mit einem Profilstab dicht miteinander verbunden (Fig. 5und 6). Der Profilstab 43 besitzt zwei in entgegengesetzten Richtungen orientierte Längsschlitze 45, die jeweils der Aufnahme der ersten und zweiten Seitenränder 17, 19 der Bleche 13, 15 zweier benachbarter Flachwärmetauscher dienen. Durch die Längsschlitze 45 sind zwei voneinander beabstandet Klemmbacken 47 gebildet. An den Klemmbacken 47 sind einander gegenüberliegende in Längsrichtung verlaufende erste Klemmstege 49a und zweite Klemmstege 49b vorgesehen. Zwischen den ersten und zweiten Klemmstegen 49a, 49b ist ein erster Zwischenraum 51 gebildet. Zwischen den zweiten Klemmstegen 49b und dem Längsschlitzgrund ist ein zweiter Zwischenraum 53 gebildet. Der zweite Zwischenraum 53 ist grösser als der erste Zwischenraum 51.

[0035] Das Profil 43 besitzt eine U-Form. Die zum Längsschlitz 45 parallelen Flächen des Profilstabs 43 haben erste Verjüngungen 55 in Richtung der Öffnung des Längsschlitzes 45 und zweite Verjüngungen 57 in Richtung der Stirnseite des Profilstabs 45, welche dem Längsschlitz abgewandt ist. Besitzt der Profilstab 43 zwei Klemmbacken 47, deren Längsschlitze 45 voneinander abgewandt sind, so erscheinen jeweils zwei Verjüngungen 57 der Klemmbacken 47 als eine Kerbe 59.

[0036] Wird der Profilstab 43 quer zu den Klemmbacken 47 verpresst, so werden die Bleche 13, 15 durch die Klemmstege 49a, 49b dicht und dauerhaft aneinandergepresst. Der Anpressdruck wird dadurch erhöht, dass dieser auf jeweils zwei sich gegenüberliegende Klemmstege 49a, 49b konzentriert ist. Die Klemmstege 49a, 49b verdrängen Blechmaterial in die Zwischenräume 51, 53, was die Festigkeit der Klemmverbindung weiter steigert.

[0037] Die Verjüngungen 57 resp. die Kerben 59 sind für die Funktion der Klemmbacken 47 von grosser Bedeutung, da diese als Verschwächung des Materials wirken. Die Verformungskraft, welche auf die Klemmbacken 47 wirkt, um die Verklemmung zwischen den Klemmstegen 49a, 49b und den Blechen 13, 15 herzustellen und die Rückstellkraft der Klemmbacken 47 nach der Verklemmung sind so durch die Verjüngungen 57 resp. die Kerben 59 reduziert. Dies führt zu einem dauerhaften Anpressdruck der Klemmstege 49a, 49b auf die Bleche 13, 15.

[0038] Fig. 7 zeigt eine Ausführungsvariante des Profilstabs 43 bei dem die Klemmstege 49a, 49b nur mehr auf einer ersten der beiden gegenüberliegenden Seiten des Klemmbackens 47 ausgebildet sind. Auf der zweiten Seite des Klemmbackens 47 sind die Klemmstege 49a, 49b durch Vertiefungen 61a, 61b ersetzt. Die Vertiefungen 61a, 61b wirken mit den Klemmstegen 49a, 49b als Verzahnung zusammen. Bei der Verpressung der Bleche 13,15 in dem Klemmbacken 43, werden die Bleche 13, 15 von den Klemmstegen 49a, 49b in die Vertiefungen 61a, 61b gepresst. Dies führt zu einer dauerhaften formschlüssigen und fiüssigkeitsdichter Verbindung zwischen den Blechen 13, 15 und dem Klemmbacken 43.

[0039] Die Verbindung einer Mehrzahl von benachbarter Flachwärmetauschern 11 an ihren ersten resp. zweiten Seitenrändern 17, 19 durch Profilstäbe 43 erlaubt einen modularen Aufbau eines Flachwärmetauschersystems. Der modulare Aufbau erlaubt die Herstellung einer Gesamtwärmeaustauschfläche, welche genau an die benötigte Wärmeaustauschleistung anpassbar ist. Die Montagemäntel 37 können in ihrer Länge so bemasst sein, dass eine Mehrzahl von Flachwärmetauschern 11 mit einem einzelnen Montagemantel 37 verbunden sind.

[0040] Ein weiterer Vorteil der modularen Bauweise liegt darin, dass das Flachwärmetauschersystem optimal an die beim Einbau vorliegenden Platzverhältnisse anpassbar ist.

[0041] Der Flachwärmetauscher funktioniert wie folgt: Das Wärmetransfermedium verlässt das Anschlussrohr 27a, welches als Vorlauf dient, über den Schlitz 29 und tritt am Seitenrand 21 in den Durchströmungsraum 16 zwischen den Blechen 13, 15. Die Verbindungsstellen 33 dienen zusätzlich der Verwirbelung des Wärmetransfermediums, wodurch der Wärmeübergang verbessert werden kann. Als Wärmeaustauschfläche dient die Oberfläche der Bleche 13 und 15. Durch den Seitenrand 23 verlässt das Wärmetransfermedium den Durchströmungsraum 16 und tritt über den Schlitz 29 in das Anschlussrohr 27b ein, welches als Rücklauf dient. Es existiert keine bevorzugte Durchflussrichtung für das Wärmetransfermedium, was den Einbau des Flachwärmetauschers 11 sehr einfach und flexibel macht.

Legende:

[0042]
<tb>11<sep>Flachwärmetauscher

<tb>13<sep>Kupferblech

<tb>15<sep>Kupferblech

<tb>16<sep>Durchströmungsraum

<tb>17<sep>Erster Seitenrand

<tb>19<sep>Zweiter Seitenrand

<tb>21<sep>Dritter Seitenrand

<tb>23<sep>Vierter Seitenrand

<tb>25<sep>Aufnahme

<tb>27a, 27b<sep>Anschlussrohre

<tb>29<sep>Aussparungen, Schlitze

<tb>31<sep>Kragen

<tb>33<sep>Verbindungsstellen

<tb>35<sep>Clinch-Verbindungspunkte

<tb>37<sep>Montagemantel

<tb>40<sep>Längsränder

<tb>41<sep>Stirnseitenrand

<tb>43<sep>Profilstab

<tb>45<sep>Längsschlitz

<tb>47<sep>Klemmbacken

<tb>49a, 49b<sep>Klemmstege

<tb>51<sep>Erste Zwischenräume

<tb>53<sep>Zweite Zwischenräume

<tb>55<sep>Erste Verjüngungen

<tb>57<sep>Zweite Verjüngungen

<tb>59<sep>Kerbe

<tb>61a, 61b<sep>Vertiefungen

Claims

1. Flachwärmetauscher (11) mit

- zwei miteinander fest verbundenen ersten und zweiten Metallblechen (13, 15), vorzugsweise Kupferblechen,

- deren erste und zweite Seitenränder (17, 19) an zwei gegenüberliegenden Seiten dicht miteinander verbunden sind,

- dessen Flächen mit einer Mehrzahl von in Abstand voneinander angeordneten Befestigungsstellen (35) miteinander verbunden sind und

- zwischen welchen Metallblechen (13, 15) ein Durchströmungsraum (16) für ein Wärmetransfermedium ausgebildet ist; und

- zwei Anschlussrohren (27a, 27b), welche einander gegenüberliegend an den beiden verbleibenden dritten und vierten Seitenrändern (21, 23) der miteinander verbundenen Metallbleche (13,15) angeordnet sind und mit dem Durchströmungsraum (16) in Verbindung stehen;

dadurch gekennzeichnet, dass je ein Montagemantel (37) das Anschlussrohr (27) umgreift und mit dem Anschlussrohr (27) und dem dritten und vierten Seitenrand (21, 23) der ersten und zweiten Metallbleche (13,15) flüssigkeitsdicht verbunden ist.

2. Flachwärmetauscher (11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils der Montagemantel (37) mit dem Anschlussrohr (27) und dem dritten und vierten Seitenrand (21,23) mittels eines aushärtbaren Bindemittels verbunden ist.

3. Flachwärmetauscher (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass Längsränder (40) des Montagemantels (37) mit den ersten und zweiten Metallblechen (13,15) verlötet, verschweisst oder verklebt sind.

4. Flachwärmetauscher (11) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsränder (40) des Montagemantels (37) zu im Querschnitt vorzugsweise teilkreisförmigen Lotaufnahmen ausgeformt sind.

5. Flachwärmetauscher (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagemäntel (37) an einer ihrer Stirnseiten (41) aufgeweitet sind, damit das Aufstülpen über die Anschlussrohre mit reduziertem Kraftaufwand durchführbar ist.

6. Flachwärmetauscher (11) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die verbleibenden dritten und vierten Seitenränder (21,23) der Metallbleche (13,15) zu einer im Querschnitt teilkreisförmigen Aufnahme (25) für das Anschlussrohr (27) ausgeformt sind.

7. Flachwärmetauscher (11) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die teilkreisförmige Aufnahme (25) einen Kreisbogen mit einem Mittelpunktwinkel zwischen 60[deg.] und 210[deg.], vorzugsweise zwischen 90[deg.] und 200[deg.], und ganz besonders bevorzugt von ungefähr 180[deg.] aufweist.

8. Flachwärmetauscher (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussrohre (27a, 27b) Aussparungen (29), vorzugsweise eine einzelne längliche Aussparung besitzen, deren Länge höchstens die Länge der verbleibenden dritten und vierten Seitenränder (21, 23) aufweist.

9. Flachwärmetauscher (11) mit

- zwei Anschlussrohren (27a, 27b), welche einander gegenüberliegend an den beiden verbleibenden dritten und vierten Seitenrändern (21, 23) der miteinander verbundenen Metallbleche (13, 15) angeordnet sind und mit dem Strömungsraum (16) in Verbindung stehen;

dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Seitenränder (17, 19) an den zwei gegenüberliegenden Seiten mittels einer Pressverbindung miteinander verbunden sind.

10. Flachwärmetauscher (11) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressverbindung gebildet ist durch einen Profilstab (43) mit einem Längsschlitz (45), in welchen die ersten und zweiten Seitenränder (17, 19) der Metallbleche aufgenommen und mit dem Profilstab verpresst sind.

11. Flachwärmetauscher (11) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsschlitz (45) an einander gegenüberliegenden Seiten als Klemmbacken (47) ausgebildet ist.

12. Flachwärmetauscher (11) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmbacken (47) durch mindestens zwei einander gegenüberliegende und sich über die gesamte Länge des Profilstabs (43) sich erstreckende erste und zweite Klemmstege (49a, 49b) gebildet sind.

13. Flachwärmetauscher (11) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Klemmsteg (49a) und dem zweiten Klemmsteg (49b) ein erster Zwischenraum (51) und zwischen dem zweiten Klemmsteg (49b) und dem Schlitzgrund ein zweiter Zwischenraum (53) gebildet ist.

14. Flachwärmetauscher (11) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Zwischenraum (53) grösser als der erste Zwischenraum (51) ist.

15. Flachwärmetauscher (11) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilstab (43) aus einer Messing-Blei-Zinn-Legierung besteht.

16. Flachwärmetauscher (11) nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilstab (43) an zwei einander gegenüberliegenden Seiten Längsschlitze (45) hat.

17. Flachwärmetauscher (11) nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass an den Seiten des Profilstabs, welche parallel zu den Längsschlitzen sind, zwischen den Längsschlitzen jeweils eine Kerbe 59 vorgesehen ist.

18. Verfahren zur Herstellung eines Flachwärmetauscher (11), bei welchem zwei Metallbleche (13, 15), vorzugsweise Kupferbleche,

- an zwei gegenüberliegenden ersten und zweiten Seitenrändern (17, 19) dicht miteinander verbunden werden,

- dass deren Flächen mit einer Mehrzahl von in Abstand voneinander angeordneten Befestigungsstellen (35) miteinander verbunden werden,

- dass die verbleibenden dritten und vierten Seitenränder (21, 23) zu einer Aufnahme (25) für ein Anschlussrohr (27) umgeformt werden, und

dass ein Anschlussrohr (27) in der Aufnahme (25) angeordnet und mit dieser fest verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass je ein Montagemantel (37), welcher einen ersten und zweiten Längsrand besitzt, das Anschlussrohr (27) und die Aufnahme (25) umgreift und

- die ersten und zweiten Längsränder (40) mit den einander gegenüberliegenden Flachseiten der Metallbleche (13, 15) verlötet, verschweisst oder verklebt werden.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseitenränder (41) des Montagemantels (37) mit dem Anschlussrohr (27) verlötet, verschweisst oder verklebt werden.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die dritten und vierten Seitenränder (21, 23) der Metallbleche (13, 15) zu einer im Querschnitt teilkreisförmigen Aufnahme (25) umgeformt werden.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Längsränder (40) mit den Flachseiten der Metallbleche (13, 15) halb- oder vollautomatisch mittels eines Schweiss-, Löt- oder Kleberoboters erfolgt.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Seitenränder (17, 19) mittels einer Pressverbindung dicht miteinander verbunden werden.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Seitenränder (17, 19) in den Schlitz eines Profilstabes (43) gesteckt und der Profilstab (43) rechtwinklig zur Erstreckung des Längsschlitzes (45) zusammengepresst wird.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Flachwärmetauschern (11) an ihren ersten bzw. zweiten Seitenrändern (17, 19) mittels der Profilstäbe (43) miteinander verbunden wird.