DE102006024342A1 - Wärmetauscher - Google Patents

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Abstract

Wärmetauscher, insbesondere für einen Elektronikschrank mit einem Gehäuse (2), das einen Mittelbereich (4) und zwei Randbereiche (5, 6) umfasst, einen Innenkreis für zu kühlende Warmluft und einen Außenkreis für Kühlluft. Die Kreise sind jeweils als Strömungskanäle (19, 20) ausgebildet. Der Wärmetauscher hat einen Auslass (9) und einen Einlass (8) für den Innenkreis, die in gegenüberliegenden Randbereichen (5, 6) an der Unterseite (7) des Gehäuses (2) vorgesehen sind. Weiter ist ein Auslass (14) und ein Einlass (13) für den Außenkreis vorgesehen, die in gegenüberliegenden Randbereichen (5, 6) des Gehäuses (2) angeordnet sind. In dem Mittelbereich (4) sind die Strömungskanäle (19, 20) des Innen- und Außenkreises im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Ein Aufnahmeraum (10, 11) zur Aufnahme eines Lüfters ist in den Randbereichen (5, 6) vorgesehen, welcher unterhalb des Einlasses (8) bzw. des Auslasses (9) des Innenkreises angeordnet ist, so dass der aufgenommene Lüfter in den Gehäusen (2) integriert ist.

Description

  • Die Erfindung umfasst einen Wärmetauscher, insbesondere für einen Elektronikschrank, mit einem Gehäuse, das einen Mittelbereich und zwei Randbereiche umfasst, einem Innenkreis für zu kühlende Warmluft und einem Außenkreis für Kühlluft, die jeweils als Strömungskanäle ausgebildet sind, einem Auslass und einem Einlass für den Innenkreis.
  • Wärmetauscher zum Kühlen von Elektronikschränken und Outdoor-Schränken sind allgemein bekannt. Sie arbeiten in der Regel als Luft-Luft-Wärmetauscher. Gebräuchlich sind Gegenstromwärmetauscher, die in der Regel als Plattenwärmetauscher ausgebildet sind, wobei die einzelnen Platten übereinander liegen und jeweils profiliert sind, so dass die Wärmetauschfläche erhöht wird. Bekannt sind hierbei im Wesentlichen rechteckige oder trapezförmige Profile. Daneben werden auch wellenartige Profile oder Profile mit einem Zick-Zack-Profil vorgesehen. Um das Ineinanderrutschen der einzelnen Wärmetauscherplatten zu vermeiden, sind im Stand der Technik mehrere Maßnahmen bekannt. Beispielsweise wird bei dem Zick-Zack-Profil ein Ineinanderrutschen dadurch verhindert, dass in immer gleichen Abständen eine Zacke in doppelter Höhe und Breite zu den übrigen ausgebildet ist. Bei rechteckig ausgebildeten Platten sind die einzelnen Strömungskanäle mit ei nem Versatz ausgebildet. Das Versatzstück der einen Platte ist in eine erste Querrichtung zum Strömungskanal gerichtet, wohingegen das Versatzstück der darüberliegenden Platte in die entgegengesetzte Richtung gerichtet ist. Dadurch entsteht eine Auflagefläche, so dass die einzelnen Platten nicht ineinander rutschen können.
  • All diesen Wärmetauschern ist gemeinsam, dass nur ein Teil des zur Verfügung stehenden Volumens ausgenutzt wird, da an den in der Regel dreieckig zulaufenden Seiten keine profilierten Kanäle mehr ausgebildet sind, um ein Zuströmen bzw. ein Abströmen der Luft des Innenkreises und des Außenkreises in verschiedene Richtungen zu gewährleisten. An den zwei Enden der Wärmetauscher sind dann jeweils Lüfter angebaut, so dass hierfür zusätzlicher Platz vorgehalten werden muss. Dadurch wird die gesamte zur Verfügung stehende Fläche bzw. das entsprechende Volumen entsprechend reduziert. Die Wärmetauschleistung bezogen auf das Gesamtvolumen des Gehäuses des Wärmetauschers geht deutlich zurück. Die Wärmetauschleistung kann dann nur durch starke, aber auch lautere Lüfter erhöht werden. Dies läuft der Forderung nach leise arbeitenden Wärmetauschern entgegen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die im Stand der Technik bekannten Wärmetauscher zu verbessern, insbesondere so, dass das zur Verfügung stehende Volumen besser ausgenutzt wird.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch einen erfindungsgemäßen Wärmetauscher mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Der erfindungsgemäße Wärmetauscher hat ein Gehäuse, welches einen Mittelbereich und zwei Randbereiche umfasst. Der Wärmetauscher weist einen Innenkreis für zu kühlende Warmluft und einen Außenkreis für Kühlluft auf, die jeweils als Strömungskanäle ausgebildet sind. Darüber hinaus umfasst der Wärmetauscher einen Auslass und einen Einlass für den Innenkreis, die an den gegenüberliegenden Randbereichen an der Unterseite des Gehäuses vorgesehen sind, sowie einen Auslass und einen Einlass für den Außenkreis, die an gegenüberliegenden Randbereichen des Gehäuses angeordnet sind. In dem Mittelbereich sind die Strömungskanäle des Innenkreises und des Außenkreises so angeordnet, dass die Strömungskanäle des Innenkreises im Wesentlichen parallel zu den Strömungskanälen des Außenkreises verlaufen. In den Randbereichen ist dabei ein Aufnahmeraum zur Aufnahme eines Lüfters vorgesehen, der unterhalb des Einlasses bzw. des Auslasses angeordnet ist, so dass der aufgenommene Lüfter in dem Gehäuse integriert ist.
  • Vorteilhafterweise ist bei dem erfindungsgemäßen Wärmetauscher auch der Raum oberhalb des Lüfters mit Strömungskanälen versehen, so dass auch in diesem Bereich ein Wärmeaustausch stattfindet. Somit wird ein vorgegebenes Volumen optimal ausgenutzt. Mit dem erfindungsgemäßen Wärmetauscher kann ca. 80% bis 90% des zur Verfügung stehenden Volumens für die Wärmetauschung genutzt werden. Dies hat eine deutliche Verbesserung des Ausnutzungsgrades des Volumens gegenüber den im Stand der Technik bekannten Wärmetauschern zur Folge.
  • Um ein möglichst großes Tauschvolumen nutzen zu können und damit einen maximalen Wirkungsgrad zu erhalten, werden der Einlass und der Auslass eines Kreises, also des Außenkreises bzw. des Innenkreises, möglichst weit voneinander entfernt angeordnet. Der Einlass bzw. der Auslass der Kreise sind also in den Randbereichen in der Nähe der Stirnseiten des Wärmetauschergehäuses angeordnet.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wärmetauschers nimmt der Aufnahmebereich des Lüfters des Innenkreises weniger als 50% des Volumens des Randbereiches ein. Vorzugsweise ist der Aufnahmebereich kleiner als 30%, besonders bevorzugt weniger als 20% des Randbereiches. Hierdurch wird der von den Lüftern beanspruchte Platzbedarf weiter reduziert, so dass das Tauschvolumen des Wärmetauschers noch weiter erhöht wird. Gleiches gilt selbstverständlich auch für einen oder mehrere Aufnahmeräume eines Lüfters des Außenkreises.
  • Bei dieser Anordnung sind im dem Wärmetauscher zwei unterschiedliche Prinzipien der Wärmetauschung kombiniert. Im Mittelbereich des Wärmetauschers arbeitet er als Gegenstromtauscher bzw. als Gleichstromwärmetauscher, da die Strömungskanäle des Innenkreises und des Außenkreises pa rallel verlaufen. In den beiden Randbereichen, in denen der Einlass und der Auslass des Innenkreises angeordnet sind, ist der Wärmetauscher als Kreuzstromwärmetauscher ausgebildet, da der Luftstrom des Innenkreises um 90 Grad zur Unterseite des Wärmetauschergehäuses umgelenkt wird, während der Luftstrom des Außenkreises in Längsrichtung des Wärmetauschergehäuses verläuft.
  • Vorteilhafterweise sind der Einlass und der Auslass des Außenkreises direkt an den Stirnseiten des Gehäuses angeordnet. Eine direkte Luftführung des Luftstroms des Außenkreises wird ermöglicht. Eine Umlenkung des Luftstromes ist nicht erforderlich, so dass ein hoher Luftdurchsatz im Außenkreis ermöglicht werden kann. Damit wird der Wirkungsgrad des Wärmetauschers ebenfalls positiv beeinflusst. Selbstverständlich sind auch Ausführungsformen denkbar, bei denen der Einlass und/oder der Auslass des Außenkreises an der Frontseite oder der Rückseite des Gehäuses des Wärmetauschers vorgesehen ist. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn mehrere Elektronikschränke mit den erfindungsgemäßen Wärmetauschern direkt nebeneinander positioniert sind.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Lüfter an den Stirnseiten des Gehäuses vorgesehen. Insbesondere wenn der Einlass und der Auslass des Außenkreises an den Stirnseiten angeordnet ist, ist der Lüfter direkt vor dem Einlass bzw. dem Auslass positioniert. Bei Verwendung eines Axiallüfters kann damit ein hoher Luftdurchsatz erzeugt werden. Abhängig von der Position des Lüfters ist der Axiallüfter dann als drückender oder als saugender Lüfter ausgebildet. Im ersten Fall ist der Lüfter vor dem Einlass des Außenkreises positioniert, so dass kühle Luft in den Außenkreis hineingedrückt wird. Im zweiten Fall saugt der am Auslass des Außenkreises angeordnete Lüfter die Luft durch den Außenkreis bzw. die Strömungskanäle des Außenkreises hindurch. Auch ist es möglich, zwei Lüfter einzusetzen, so dass die Luft sowohl hineingedrückt als auch aus den Strömungskanälen herausgesaugt wird.
  • Der bzw. die Lüfter des Außenkreises können entweder direkt außerhalb des Gehäuses des Wärmetauschers angeordnet sein. Alternativ kann in den Randbereichen auch ein weiterer Aufnahmeraum für die Außenkreislüfter an jeder Stirnseite vorgesehen sein. Damit werden auch die Lüfter des Außenkreises in das Gehäuse des Wärmetauschers integriert. Auf diese Weise kann das Gehäuse in seinen Abmessungen direkt an die Schränke, insbesondere die Elektronikschränke, in die es eingebaut werden soll, angepasst werden. Die Ausrüstung mit Lüftern im Einlass bzw. im Auslass des Außenkreises kann dann optional vorgenommen werden. Es entsteht ein modularer Aufbau, so dass Fertigungskosten und Kosten für die Lagervorhaltung reduziert werden.
  • Vorteilhafterweise sind bei dem erfindungsgemäßen Wärmetauscher die Strömungskanäle aus Kunststoff hergestellt. Dieses Material hat den Vorteil, dass der Wärmetauscher insgesamt recht leicht ist. Außerdem lassen sich durch das Tiefziehverfahren nahezu beliebige Formen im Kunststoff realisieren, so dass der Planungsspielraum bei der Entwicklung sehr groß ist. Ebenso erlauben Wärmetauscher mit Strömungskanälen aus Kunststoff eine kostengünstige Herstellung. Alternativ kann anstatt Kunststoff auch Metall verwendet werden, beispielsweise Aluminium oder Edelstahl.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Strömungskanäle als Rohre ausgebildet. Vorteilhaft erweist es sich dabei, die Strömungskanäle des Außenkreises als Rohre auszubilden, die von einer Stirnseite zur anderen Stirnseite des Wärmetauschergehäuses in Längsrichtung verlaufen. Die Stirnseiten des Wärmetauschers weisen dann zu den Rohren korrespondierende Bohrungen auf. Die Luft des Innenkreises wird zwischen den Rohren des Außenkreises entlang geführt, so dass sich in den beiden Randbereichen des Wärmetauschers ein Kreuzstrom- bzw. Querstromwärmetauscher ergibt. Im Mittelbereich des Gehäuses wird die Luft des Innenkreises parallel zu den Rohren geführt, so dass der Wärmetauscher hier als Gleich- bzw. Gegenstromwärmetauscher arbeitet. Der Luftstrom des Innenkreises kann durch Lüfter am Einlass und/oder Auslass unterstützt werden.
  • Bei der Verwendung von rohrförmigen Strömungskanälen können die Rohre in den Randbereichen parallel zueinander angeordnet sein, so dass zwischen den Rohren Schlitze ausgebildet werden, die sich über die gesamte Länge des Randbereiches erstrecken. Bei rohrförmig ausgebildeten Strömungskanälen können die Röhren im Übergangsbereich zwischen Randbereich und Mittelbereich verdreht, verschoben oder geschert sein, so dass sie im Randbereich parallel bzw. in Linie übereinander angeordnet und im Mittelbereich diagonal versetzt verlaufend sind. Vorteilhafterweise sind die Strömungskanäle in den Randbereichen des Gehäuses schlitzartig ausgebildet. Die Schlitze erstrecken sich dabei im Wesentlichen über die gesamte Länge des Randbereiches. Hierdurch wird ein geringerer Luftwiderstand im Bereich des Einlasses bzw. Auslasses ermöglicht.
  • Als Rohre bieten sich nicht nur Rundrohre sondern auch Vierkant- oder Mehrkantrohre, insbesondere Achtkantrohre an. Dadurch wird die zur Verfügung stehende Tauscherfläche im Mittelbereich erhöht, so dass der Wirkungsgrad des Wärmetauschers verbessert wird.
  • In einer weiter bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wärmetauschers werden die Strömungskanäle durch profilierte, aneinander liegende Platten gebildet. Die Platten sind vertikal angeordnet und in Gehäuselängsrichtung ausgerichtet. Durch die vertikale Anordnung der einzelnen Wärmetauscherplatten wird ein Ineinanderrutschen der Platten verhindert, so dass auf einfach Weise ausreichend große Strömungskanäle realisiert werden können. Es müssen keine zusätzlichen Maßnahmen ergriffen werden, um das im Stand der Technik bekannte Problem des Ineinanderrutschens von übereinander geschichteten Wärmetauscherplatten zu verhindern.
  • Vorteilhafterweise sind die Platten des Wärmetauschers mäanderförmig ausgebildet, so dass bei nebeneinander liegenden Platten die Öffnungen der Strömungskanäle der einen Platte von den Bodenbereichen der anderen Platte abgedeckt werden. Die Strömungskanäle sind dabei vorzugsweise rechteckförmig, so dass sich die Wärmeaustauschfläche im Vergleich zu ebenen Platten deutlich erhöht. Durch die geeignete Anordnung der Platten ergeben sich alternierend nebeneinander angeordnete Strömungskanäle des Außen- und Innenkreises, so dass ein Strömungskanal des einen Kreises von wenigstens zwei Strömungskanälen des anderen Kreises benachbart ist.
  • Besonders bevorzugt ist der erfindungsgemäße Wärmetauscher derart ausgebildet, dass je zwei nebeneinander liegende Platten in den Randbereichen des Gehäuses teilweise miteinander verbunden sind. Vorzugsweise findet die Verbindung an zwei Seiten der Platten in den Randbereichen statt. Auf diese Weise wird eine einfache Umlenkung der Luftströme für den Innenkreis zu dem Auslass bzw. Einlass des Innenkreises erzielt, während der Luftstrom des Außenkreises geradlinig in Längsrichtung durch den Wärmetauscher geführt werden kann. Außerdem wird verhindert, dass die in den Wärmetauscher einströmende Luft des einen Kreises mit dem Luftstrom des anderen Kreises vermischt wird. Somit lässt sich eine strikte Trennung der beiden Luftkreise auf einfache Weise zuverlässig realisieren.
  • Vorteilhafterweise wird die Verbindung durch Schweißen oder durch Kleben hergestellt. Die Verbindungsart ist abhängig vom verwendeten Material der Wärmetauscherplatten. Platten aus Kunststoff werden in der Regel verklebt; bei thermoplastischen Kunststoffen ist auch ein Verschweißen der Platten miteinander möglich. Auf diese Weise wird eine zuverlässige und dauerhafte Verbindung der Platten hergestellt.
  • Besondere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben. Es zeigen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht eines Wärmetauschers mit senkrecht angeordneten Wärmetauscherplatten;
  • 2a eine schematische Zeichnung eines Längsschnitt durch den Wärmetauscher aus 1;
  • 2b einen weiteren Längsschnitt durch den Wärmetauscher nach 2a in einer anderen Ebene;
  • 3 ein Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers;
  • 4 einen Längsschnitt von unten durch den Wärmetauscher nach 3.
  • 1 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers 1 mit einem im Wesentlichen quaderförmigen Gehäuse 2 mit Stirnseiten 3a, 3b. Das Gehäuse 2 umfasst einen Mittelbereich 4 und zwei daran angrenzende Randbereiche 5, 6.
  • An der Unterseite 7 des Gehäuses 2 ist im Randbereich 5 ein Einlass 8 vorgesehen, durch den zu kühlende Warmluft in den Wärmetauscher 1 einströmen kann. Im Randbereich 6 ist an der Unterseite 7 ein Auslass 9 angeordnet, durch den die gekühlte Warmluft nach Durchströmen des Wärmetauschers 1 aus dem Gehäuse 2 wieder heraustritt.
  • Im unteren Bereich der Randbereiche 5 und 6 ist jeweils ein Aufnahmeraum 10 bzw. 11 vorgesehen. Die Aufnahmeräume 10, 11 nehmen jeweils einen hier nicht dargestellten Lüfter auf, mit dem die Luft durch den Innenkreis des Wärmetauschers 1 transportiert wird. Der Lüfter im Aufnahmeraum 10 drückt die Warmluft aus dem hier nicht dargestellten Schrank durch den Einlass des Innenkreises des Wärmetauschers. Der Lüfter im Aufnahmeraum 11 saugt die Warmluft aus dem Innenkreis des Wärmetauschers 1 heraus und gibt die Luft nach unten in den Innenraum des Schrankes ab.
  • Beide Lüfter sind bevorzugt als Axiallüfter ausgebildet. Dabei können auch so genannte Diagonallüfter zum Einsatz kommen, bei denen der Luftstrom am Lüfteraustritt leicht aufgefächert, also in etwa diagonal verläuft. Der Einsatz von Axiallüftern hat den Vorteil, dass der Raumbedarf deutlich geringer ist und sie im Vergleich zu Radiallüftern leiser laufen.
  • Im Inneren des Wärmetauschers 1 sind mehrere parallel verlaufende vertikal ausgerichtete Wärmetauscherplatten 12 angeordnet. Je zwei Wärmetauscherplatten sind an ihrem vorderen und hinteren Ende an den Stirnseiten 3a und 3b miteinander verklebt. Hierdurch wird der Innenkreis von dem Außenkreis des Wärmetauschers, in dem die Kühlluft geführt wird, getrennt. An den Stirnseiten 3a, 3b sind jeweils Öffnungen vorgesehen, die als Einlass 13 bzw. Auslass 14 für den Außenkreis dienen. Die Kühlluft des Außenkreises wird im Wesentlichen geradlinig in Längsrichtung des Gehäuses 2 durch den Wärmetauscher 1 geführt. Damit ist ein großer Luftdurchsatz möglich. Unerwünschte Verwirbelungen im Außenkreis werden vermieden.
  • 2a und 2b zeigen einen Längsschnitt durch den Wärmetauscher 1. An der Stirnseite 3b des Gehäuses 2 ist ein Außenkreislüfter 15 in einem Lüfterraum 16 angeordnet. Der Außenkreislüfter 15 ist als Axiallüfter ausgebildet. Er saugt die Kühlluft aus dem Innern des Gehäuses 2 heraus.
  • An der Unterseite 7 sind die Aufnahmeräume 10 und 11 zu erkennen, in denen zwei Innenkreislüfter 17, 18 angeordnet sind. Die Innenkreislüfter 17, 18 sind ebenfalls als Axiallüfter ausgebildet.
  • 2a stellt einen Schnitt in Längsrichtung derart dar, dass eine Wärmetauscherplatte 12 mit Strömungskanälen 19 des Außenkreises gezeigt ist. Die Strömungskanäle 19 verlaufen vom Einlass 13 zum Auslass 14 des Außenkreises. Die Kühlluft wird von dem Außenkreislüfter 15 durch den Einlass 13 angesaugt. Die Luft verteilt sich im Wärmetauscher 1 in den Strömungskanälen 19. Im unteren Bereich des Wärmetauschergehäuses 2 sind die Strömungskanäle 19 im Mittelbereich 4 aufgeweitet, so dass ein größeres Luftvolumen durch den Wärmetauscher 1 fließen kann. Dabei erhöht sich auch die nutzbare Fläche des Wärmetauschers. Deutlich zu erkennen ist, dass nahezu das gesamte Volumen bzw. die in 2 dargestellte Wärmetauscherfläche ausgenutzt wird, um die Wärme der Innenkreisluft durch die Luft des Außenkreises aufzunehmen.
  • In 2b ist ebenfalls ein Längsschnitt durch den Wärmetauscher 1 dargestellt. Diesmal ist der Wärmetauscher 1 aber so geschnitten, dass der Innenkreis des Wärmetauschers 1 dargestellt ist. Die Wärmetauscherplatte 12 weist Strömungskanäle 20 auf, die im Wesentlichen U-förmig von dem Einlass 8 zum Auslass 9 des Innenkreises des Wärmetauschers 1 verlaufen.
  • Die Warmluft wird von dem Innenkreislüfter 17 durch den Einlass 8 in die Strömungskanäle 20 gedrückt und zu dem Auslass 9 geführt, wo sie von dem Innenkreislüfter 18 herausgesaugt wird. Der Luftstrom des Innenkreises verläuft in Richtung der Pfeile. Im unteren Bereich des Mittelbereiches 4 des Gehäuses 2 sind die Strömungskanäle 20 aufgeweitet. Der gesamte Innenraum des Gehäuses 2 wird ausgenutzt, um die zu kühlende Warmluft durch den Wärmetauscher 1 zu führen. Das Tauschvolumen des Wärmetauschers 1 ist damit sehr groß, so dass sich ein hoher Wirkungsgrad ergibt. Bis auf die beiden Aufnahmeräume 10, 11 wird das gesamte Volumen des Gehäuses 2 zur Wärmetauschung verwendet.
  • Da auch für den Innenkreis Axiallüfter als Innenkreislüfter 17, 18 eingesetzt werden, muss die Luftumlenkung durch die Strömungskanäle 20 vorgenommen werden. Die Luftumlenkung ergibt sich durch die U-förmige Ausbildung der Strömungskanäle 20. In den Randbereichen 5, 6 des Gehäuses 2 sind die Strömungskanäle 20 bogenartig ausgebildet, um die Umlenkung der Luft zu realisieren. Dabei werden scharte Kanten vermieden, so dass es zu keinen Verwirbelungen innerhalb des Innenkreises des Wärmetauschers 1 kommt. Um turbulente Strömungen innerhalb des Wärmetauschers zu erzeugen, können auch zusätzliche Kanten vorgesehen sein. Beispielsweise können die Strömungskanäle mit Querrippen ausgerüstet sein, so dass zum einen die Wärmetauschfläche erhöht und zum anderen die laminare Strömung verwirbelt wird, so dass eine im Wesentlichen turbulente Strömung erzielt wird.
  • In 3 ist eine weitere Ausbildungsform des erfindungsgemäßen Wärmetauschers 1 im Längsschnitt dargestellt. Gezeigt wird eine Wärmetauscherplatte 12 mit Strömungskanälen 19 des Außenkreises.
  • Der Wärmetauscher 1 nach 3 weist in seinem Innenkreis lediglich einen Aufnahmeraum 11 mit einem Innenkreislüfter 18 auf. Am Einlass 8 des Innenkreises ist kein Aufnahmeraum vorgesehen.
  • Die Strömungskanäle 19 des Außenkreises sind im Mittelbereich 4 und im rechten Randbereich 6 aufgeweitet, so dass eine große Wärmetauschfläche zur Verfügung steht. Die Kühlluft kann ohne große Strömungsverluste durch den Wärmetauscher 1 durchfließen. Zur Unterstützung des Luftstromes im Außenkreis saugt der Außenkreislüfter 15 die Luft aus dem Außenkreis heraus. Der hier dargestellte Wärmetauscher 1 arbeitet somit als Gegenstromwärmetauscher, da der Luftstrom im Innenkreis in entgegengesetzte Richtung wie der Luftstrom im Außenkreis fließt.
  • 4 zeigt den Wärmetauscher 1 aus 3 in einem Längsschnitt von unten. Die senkrecht stehenden Wärmetauscherplatten 12 sind am Einlass 14 des Außenkreises so miteinander verbunden, dass jeweils zwei benachbarte Wärmetauscherplatten 12 verschweißt sind. Hierdurch entstehen Strömungskanäle 19 des Außenkreises, die von den Strömungskanälen 20 des Innenkreises getrennt sind. Die Luft in den Strömungskanälen 19 tritt durch den Auslass 14 und den Lüfterraum 16 aus dem Gehäuse 2 des Wärmetauschers 1 heraus. Dabei wird die Luft des Außenkreises von dem Außenkreislüfter 15 herausgesaugt.
  • Die in den Strömungskanälen 20 fließende Luft kann nicht durch den Auslass 14 heraustreten, da die Wärmetauscherplatten 12 am Ende des Randbereiches 6 miteinander verbunden sind. Die Luft des Innenkreises tritt deshalb im Randbereich 6 aus dem Gehäuse 2 des Wärmetauschers aus, hier in Richtung aus der Zeichenebene heraus.
  • Die Wärmetauscherplatten 12 weisen jeweils einen profilierten Querschnitt auf, so dass sich im Querschnitt U-förmige, mäanderartige Strömungskanäle 19, 20 ergeben. Auf diese Weise ist jeder Strömungskanal 19, 20 eines Kreises an seinen vier Wandflächen von vier Strömungskanälen des anderen Kreises benachbart. Die Wärmetauschfläche wird so vergrößert, dass der Wärmetauschgrad des Wärmetauschers 1 steigt.

Claims (12)

  1. Wärmetauscher mit: einem Gehäuse (2), das einen Mittelbereich (4) und zwei Randbereiche (5, 6) umfasst, einem Innenkreis für zu kühlende Warmluft und einem Außenkreis für Kühlluft, die jeweils als Strömungskanäle (19, 20) ausgebildet sind, einem Auslass (9) und einem Einlass (8) für den Innenkreis, die in gegenüberliegenden Randbereichen (5, 6) an der Unterseite (7) des Gehäuses (2) vorgesehen sind, einem Auslass (14) und einem Einlass (13) für den Außenkreis, die in gegenüberliegenden Randbereichen (5, 6) des Gehäuses (2) angeordnet sind; wobei in dem Mittelbereich (4) die Strömungskanäle (19, 20) des Innenkreises bzw. des Außenkreises im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen; und in den Randbereichen (5, 6) ein Aufnahmeraum (10, 11) zur Aufnahme eines Lüfters vorgesehen ist, welcher unterhalb des Einlasses (8) bzw. des Auslasses (9) angeordnet ist, so dass der aufgenommene Lüfter in dem Gehäuse (2) integriert ist.
  2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich (10, 11) für den Lüfter des Innenkreises weniger als 50% des Volumens des Randbereichs, vorzugsweise weniger als 30% und besonders bevorzugt weniger als 20%, einnimmt.
  3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (13) und der Auslass (14) des Außenkreises an den Stirnseiten (3a, 3b) des Gehäuses (2) angeordnet sind.
  4. Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lüfter an den Stirnseiten (3a, 3b) des Gehäuses (2) vorgesehen ist.
  5. Wärmetauscher nach einem der vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfter als Axiallüfter ausgebildet sind.
  6. Wärmetauscher nach einem der vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskanäle (19, 20) aus Kunststoff hergestellt ist.
  7. Wärmetauscher nach einem der vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskanäle (19, 20) als Rohre ausgebildet sind.
  8. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskanäle (19, 20) durch profilierte, aneinander liegende Platten (12) gebildet werden, die vertikal angeordnet und in Gehäuselängsrichtung ausgerichtet sind.
  9. Wärmetauscher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (12) mäanderförmig ausgebildet sind, so dass bei nebeneinander liegenden Platten (12) die Öffnungen der Strömungskanäle (19, 20) der einen Platte (12) von den Bodenbereichen der anderen Platte (12) abgedeckt werden.
  10. Wärmetauscher nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass je zwei nebeneinander liegende Platten (12) in den Randbereichen (5, 6) des Gehäuses (2) teilweise, vorzugsweise an zwei Seiten, miteinander verbunden sind.
  11. Wärmetauscher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung durch Schweißen, Löten oder Kleben hergestellt wird.
  12. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskanäle (19, 20) in den Randbereichen (5, 6) schlitzartig ausgebildet sind und sich die Schlitze im Wesentlichen über die gesamte Länge des Randbereichs (5, 6) erstrecken.
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