DE102007016106A1

DE102007016106A1 - Safety heat exchanger

Info

Publication number: DE102007016106A1
Application number: DE200710016106
Authority: DE
Inventors: Juergen Lessing
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-04-03
Filing date: 2007-04-03
Publication date: 2008-10-09
Also published as: WO2008119528A1; EP2118607A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Sicherheitswärmetauscher zum Wärmeaustausch zwischen zumindest zwei Medien, wobei jedem Medium ein separates Rohrleitungssystem zugeordnet ist und wobei die Rohrleitungssysteme voneinander räumlich beabstandet sind und über Wärmeübertragungselemente wärmeleitend miteinander in Kontakt stehen. Der Sicherheitswärmetauscher weist ein allseitig geschlossenes Gehäuse auf, welches die Rohrleitungssysteme und die Wärmeübertragungselemente zumindest teilweise umgibt, um hierdurch einen Luftaustausch zwischen dem Innenraum des Gehäuses und der Umgebung weitestgehend zu verhindern, wobei das Gehäuse wenigstens eine gasdurchlässige Druckausgleichsöffnung für einen ständigen Druckausgleich zwischen dem Innenraum des Gehäuses und der Umgebung aufweist.The invention relates to a safety heat exchanger for heat exchange between at least two media, wherein each medium is associated with a separate piping system and wherein the piping systems are spatially spaced from each other and are thermally conductive via heat transfer elements in contact. The safety heat exchanger has a housing closed on all sides, which at least partially surrounds the piping systems and the heat transfer elements, thereby largely preventing air exchange between the interior of the housing and the environment, wherein the housing has at least one gas-permeable pressure equalization opening for a permanent pressure equalization between the interior of the Housing and the environment has.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sicherheitswärmetauscher zum Wärmeaustausch zwischen zumindest zwei Medien, wobei jedem Medium ein separates Rohrleitungssystem zugeordnet ist.The The present invention relates to a safety heat exchanger for heat exchange between at least two media, each medium having a separate one Piping system is assigned.

Bei derartigen Sicherheitswärmetauschern wird ein unerwünschtes Vermischen der Medien, zwischen denen Wärme übertragen werden soll, zuverlässig verhindert, indem die einzelnen Rohrleitungssysteme räumlich voneinander getrennt, d. h. beabstandet voneinander, angeordnet sind. Eine Leckage der Rohrleitungssysteme hat somit nicht zwangsläufig eine gegenseitige Verunreinigung der Medien zur Folge. Ein Sicherheitswärmetauscher weist daher eine erhöhte Systemsicherheit auf. Durch die Trennung der Rohrleitungssysteme wird überdies die Wartung des Sicherheitswärmetauschers vereinfacht.at such safety heat exchangers an undesirable Mixing the media between which heat is to be transferred reliably prevents by spatially separating the individual piping systems, d. H. spaced from each other, are arranged. A leakage of Pipe systems therefore do not necessarily have a mutual contamination the media result. A safety heat exchanger therefore has a increased System security on. By separating the piping systems will also the maintenance of the safety heat exchanger simplified.

Wichtige Aspekte bei derartigen Sicherheitswärmetauschern sind neben den vorstehend angesprochenen Sicherheitsaspekten vor allem auch deren Robustheit und Wirtschaftlichkeit.Important Aspects of such safety heat exchangers are in addition to the above-mentioned safety aspects especially their Robustness and economy.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Sicherheitswärmetauscher der eingangs genannten Art zu schaffen, der einerseits kostengünstig herzustellen und robust ist, andererseits auch einen effizienten Wärmeaustausch zwischen den zumindest zwei Medien des Sicherheitswärmetauschers ermöglicht.It is therefore an object of the invention, a safety heat exchanger of the type mentioned above, on the one hand produce cost-effective and robust, but also efficient heat exchange between the at least two media of the safety heat exchanger allows.

Diese Aufgabe wird durch einen Sicherheitswärmetauscher mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.These Task is by a safety heat exchanger with the features of claim 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Sicherheitswärmetauscher zum Wärmeaustausch zwischen zumindest zwei Medien ist jedem Medium ein separates Rohrleitungssystem zugeordnet. Die Rohrleitungssysteme sind räumlich voneinander beabstandet und stehen über Wärmeübertragungselemente wärmeleitend miteinander in Kontakt. Weiterhin weist der Sicherheitswärmetauscher ein allseitig geschlossenes Gehäuse auf, welches die Rohrleitungssysteme und die Wärmeübertragungselemente zumindest teilweise umgibt, um hierdurch einen Luftaustausch zwischen dem Innenraum des Gehäuses und der Umgebung weitestgehend zu verhindern. Das Gehäuse weist wenigstens eine gasdurchlässige Druckausgleichsöffnung für einen ständigen Druckausgleich zwischen dem Innenraum des Gehäuses und der Umgebung auf.at the safety heat exchanger according to the invention for heat exchange between at least two media, each medium is a separate piping system assigned. The piping systems are spatially spaced from each other and stand over Heat transfer elements thermally conductive in contact with each other. Furthermore, the safety heat exchanger a closed housing on all sides on which the piping systems and the heat transfer elements at least partially surrounds to thereby exchange air between the Interior of the housing and to prevent the environment as much as possible. The housing faces at least one gas permeable Pressure equalization port for one permanent Pressure equalization between the interior of the housing and the environment.

Mit anderen Worten ist der Sicherheitswärmetauscher druckausgleichsfähig umhüllt. Es ist somit keine vollständig gasdichte Umhüllung vorgesehen, auch auf die Möglichkeit einer Druckmessung oder Drucküberwachung im Innenraum des Gehäuses wird verzichtet. Vielmehr ist über eine permanent gasdurchlässige Druckausgleichsöffnung ein Ausgleich von Druckdifferenzen zwischen dem Innenraum des Gehäuses und der Umgebung möglich, beispielsweise um einen Ausgleich thermisch bedingter Druckunterschiede oder um Volumenausdehnungen beim Verdampfen von Flüssigkeiten im Innenraum zu ermöglichen, die nicht bestimmungsgemäß im Innenraum vorhanden sind (z. B. fertigungsbedingt oder aufgrund von Reifbildung im Betrieb). Wichtig ist, dass über die Druckausgleichsöffnung sowohl ein Überdruck als auch ein Unterdruck im Innenraum des Gehäuses relativ zur Umgebung im Wesentlichen ohne Ansprechschwelle ausgeglichen wird, um hierdurch Druckbelastungen des mitunter problematischen thermischen Bedingungen ausgesetzten Gehäuses (Hitze, Kälte) zu vermeiden, so dass das Gehäuse auch bei einfachem und kostengünstigem Aufbau die erforderliche Stabilität besitzt.With In other words, the safety heat exchanger is enveloped in a pressure-equalizing capacity. It is therefore not complete gastight serving provided, also on the possibility a pressure measurement or pressure monitoring in the interior of the housing is waived. Rather, it is about a permanently gas permeable Pressure equalization port a compensation of pressure differences between the interior of the housing and the environment possible, for example to compensate for thermally induced pressure differences or Volume expansions when vaporizing liquids in the interior too enable, not intended in the interior are present (eg due to production or due to frost formation operational). Important thing is that over the pressure equalization opening both an overpressure as well as a negative pressure in the interior of the housing relative to the environment substantially is compensated without threshold, thereby pressure loads of the sometimes problematic thermal conditions housing (Heat, cold) to avoid leaving the case even with simple and inexpensive Structure has the required stability.

Außerdem kann über die Druckausgleichsöffnung – in dem erforderlichen minimalen Maße – eventuell entstehende Feuchtigkeit, beispielsweise Kondensationsfeuchte, entweichen und so die Korrosion der Komponenten des Sicherheitswärmetauschers vermindert werden.In addition, over the Pressure equalization opening - in the required minimum dimensions - possibly Resulting moisture, such as condensation moisture, escape and so corrosion of components of the safety heat exchanger be reduced.

Gleichwohl wird gegenüber bekannten Sicherheitswärmetauschern mit an einer oder mehreren Seiten offenen Umhüllungen ein signifikant verbesserter Wärmeübergang zwischen den Medien in den Rohrleitungssystemen erzielt, da der Wärmeaustausch des Innenraums mit der Umgebung auf das erforderliche Minimum reduziert ist. Durch das Gehäuse wird beispielsweise das Entstehen eines an den Wärmeübertragungselementen und den Rohrleitungssystemen entlang streichendes Luftstroms – oder auch eines konvektiven Luftstroms – verhindert. Ein derartiger Luftstrom würde einen nicht unerheblichen Wärmeverlust verursachen und somit den Wirkungsgrad des Sicherheitswärmetauschers herabsetzen.nevertheless is opposite known safety heat exchangers with wrappers open on one or more sides a significantly improved Heat transfer achieved between the media in the piping systems, as the heat exchange of the interior with the environment reduced to the minimum required is. Through the housing For example, the emergence of one of the heat transfer elements and the Piping systems along sweeping air flow - or too a convective airflow - prevented. One such air flow would a not inconsiderable loss of heat cause and thus the efficiency of the safety heat exchanger decrease.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen angegeben.advantageous embodiments The invention are in the subclaims, the description and indicated in the drawings.

Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherheitswärmetauschers verlaufen die Wärmeübertragungselemente entlang einer jeweiligen Haupterstreckungsebene parallel zueinander. Die zumindest eine Druckausgleichsöffnung ist bei dieser Ausführungsform beispielsweise an einem Abschnitt des Gehäuses ausgebildet, der im Wesentlichen parallel zu den Haupterstreckungsebenen der Wärmeübertragungselemente angeordnet ist, typischerweise an einer Stirnseite des Gehäuses.According to one embodiment the safety heat exchanger according to the invention the heat transfer elements run along a respective main extension plane parallel to each other. The at least one pressure compensation opening is in this embodiment For example, formed on a portion of the housing, the substantially arranged parallel to the main extension planes of the heat transfer elements is, typically on a front side of the housing.

Beispielsweise sind die Wärmeübertragungselemente des Sicherheitswärmetauschers plattenartige Elemente, die parallel in einem Stapel angeordnet sind. Wenn die Druckausgleichsöffnungen an den parallel zu den Erstreckungsebenen der plattenartigen Elemente liegenden Gehäuseseiten angeordnet sind, werden lediglich die Außenseiten der beiden äußersten Platten von einer Luftströmung der Umgebungsluft umströmt. Eine unerwünschte Luftströmung, insbesondere im Inneren des Plattenstapels, kann so nicht entstehen. Ein Druckausgleich und eine hinreichend gute Belüftung des Innenraums des Gehäuses sind allerdings trotzdem sichergestellt.For example, the heat transfer elements of the safety heat exchanger plate-like elements which are arranged in parallel in a stack. If the pressure equalization openings are arranged on the sides parallel to the extension planes of the plate-like elements housing sides, only the outer sides of the two outermost plates are flowed around by an air flow of the ambient air. An undesirable flow of air, in particular in the interior of the plate stack, can not arise in this way. However, a pressure equalization and a sufficiently good ventilation of the interior of the housing are still ensured.

Die wenigstens eine Druckausgleichsöffnung kann jedoch auch an einem anderen Abschnitt des Gehäuses ausgebildet sein. Bei einer besonders einfach zu realisierenden Ausführungsform ist beispielsweise ein Spalt zwischen zwei aneinander grenzenden Wandabschnitten des Gehäuses gebildet, z. B. zwischen einer Seitenfläche und einem Deckelabschnitt des Gehäuses, oder zwischen einer Stirnseite und einer oder mehreren Seitenflächen des Gehäuses, oder zwischen einer Seitenfläche und einer Bodenwanne oder Bodenplatte des Gehäuses.The at least one pressure equalization opening However, it can also be formed on another section of the housing be. In a particularly easy to implement embodiment For example, there is a gap between two adjacent ones Wall sections of the housing formed, z. B. between a side surface and a lid portion of the housing, or between a front side and one or more side surfaces of the housing, or between a side surface and a bottom pan or bottom plate of the housing.

Wenn lediglich an einem einzigen Abschnitt des Gehäuses (z. B. Stirnseite oder Seitenfläche) die wenigstens eine Druckausgleichsöffnung vorgesehen ist, und/oder wenn lediglich eine einzige Druckausgleichsöffnung vorgesehen ist, wird ein ständiger Luftstrom besonders wirksam vermieden. Hierdurch sind also ein Druckausgleich und eine für die meisten Anwendungen ausreichende Belüftung gegeben, ohne dass es zu einem unerwünscht hohen Wärmeaustausch mit der Umgebung kommt.If only on a single section of the housing (eg front side or Side surface) the at least one pressure equalization opening is provided, and / or if only a single pressure equalization opening is provided, is a constant flow of air particularly effectively avoided. As a result, so are a pressure balance and one for Most applications given adequate ventilation without it to an undesirable high heat exchange comes with the environment.

Es kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse durch einen Rohrabschnitt gebildet ist, an dessen Stirnseiten Abschlusselemente angeordnet sind. Der Rohrabschnitt weist insbesondere einen rechteckigen oder kreisförmigen Querschnitt auf. Derartige Rohrabschnitte sind kostengünstige Bauelemente, die für den hier geschilderten Zweck gut geeignet sind. Bei den Abschlusselementen kann es sich beispielsweise um deckelartige Elemente handeln, die von außen auf den Rohrabschnitt gesteckt werden. Eine andere Ausführungsform umfasst eine Platte, die in den Rohrabschnitt eingesetzt wird, um diesen zu verschließen und damit das allseitig geschlossene Gehäuse zu bilden.It can be provided that the housing through a pipe section is formed, disposed on the end faces of the end elements are. The pipe section has in particular a rectangular or circular Cross-section on. Such pipe sections are inexpensive components that for the here described purpose are well suited. At the end elements For example, they may be lid-like elements used by Outside be put on the pipe section. Another embodiment comprises a plate which is inserted into the pipe section to to close this and thus to form the housing closed on all sides.

Insbesondere ist es bevorzugt, wenn das Gehäuse zumindest teilweise durch zwei oder mehrere Lagen verschiedenartiger oder gleichartiger Materialien gebildet wird und/oder das Gehäuse zumindest teilweise aus Kunststoff besteht. Als besonders geeignet haben sich Kunststoff-Metall-Verbundmaterialien erwiesen. Teile des Gehäuses – oder auch das gesamte Gehäuse – können durch Kunststoffschaum gebildet sein.Especially it is preferred if the housing at least partially by two or more layers of different types or similar materials is formed and / or the housing at least partly made of plastic. To be particularly suitable Plastic-metal composite materials proved. Parts of the case - or too the entire case - can through Plastic foam be formed.

Die Verwendung von Kunststoffen und/oder Verbundwerkstoffen, die gegebenenfalls mehrlagig ausgeführt sind, ermöglicht die kostengünstige Herstellung stabiler Gehäuse, die eine Reihe weiterer vorteilhafter Eigenschaften aufweisen können. Durch die Wahl geeigneter Materialien kann das Gehäuse beispielsweise auch flammenhemmend und/oder stromisolierend wirken.The Use of plastics and / or composite materials, if necessary executed in several layers are possible the cost-effective Production of stable housing, which may have a number of other advantageous properties. By the Choice of suitable materials, the housing, for example, flame retardant and / or current-insulating effect.

Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherheitswärmetauschers weist eine Flüssigkeitsauffangvorrichtung auf, die in Gebrauchslage des Sicherheitswärmetauschers an der Unterseite des Gehäuses angeordnet ist. Eventuell entstehendes Kondenswasser oder ein bei einem Störfall austretendes Medium kann dadurch auf einfache und sichere Weise aufgefangen und abgeführt werden.A embodiment the safety heat exchanger according to the invention has a fluid collection device in the position of use of the safety heat exchanger at the bottom of the housing is arranged. Any resulting condensation or at a fault Escaping medium can thereby easily and safely collected and discharged become.

Zur Vereinfachung der Wartung und Inspektion des Sicherheitswärmetauschers kann eine verschließbare Zugangsöffnung vorgesehen sein, die einen Zugang zu dem Innenraum des Gehäuses ermöglicht. Eine solche Zugangsöffnung kann beispielsweise als Klappe ausgestaltet sein. Ebenfalls ist es möglich, dass diese Öffnung durch eine oder mehrere Seitenwände des Gehäuses gebildet wird, die vollständig entfernt werden können.to Simplification of maintenance and inspection of the safety heat exchanger can be a lockable access opening be provided, which allows access to the interior of the housing. Such an access opening can be configured for example as a flap. Also is it is possible that this opening through one or more side walls of the housing is formed completely can be removed.

Das Gehäuse kann mehrere Versorgungsöffnungen aufweisen, die von Anschlussrohren zur Verbindung der Rohrleitungssysteme mit einem jeweiligen Kreislauf des jeweiligen Mediums oder von Abschnitten der Rohrleitungssysteme durchquert werden.The casing can have multiple supply openings have, by connecting pipes for connecting the piping systems with a respective circuit of the respective medium or sections the piping systems are crossed.

Die Erfindung wird im Folgenden rein beispielhaft anhand vorteilhafter Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:The Invention will be hereinafter purely by way of example with reference to advantageous Embodiments and described with reference to the drawings. Show it:

1 eine schematische Perspektivansicht einer Wärmeaustauscheinheit eines Sicherheitswärmetauschers; 1 a schematic perspective view of a heat exchange unit of a safety heat exchanger;

2 eine Seitenansicht der Wärmeaustauscheinheit gemäß 1; 2 a side view of the heat exchange unit according to 1 ;

3 eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sicherheitswärmetauschers; 3 a schematic perspective view of an embodiment of a safety heat exchanger according to the invention;

4a eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherheitswärmetauschers mit einem Gehäuse mit kreisförmigem Querschnitt; 4a a schematic representation of an embodiment of the safety heat exchanger according to the invention with a housing having a circular cross-section;

4b und c schematische Darstellungen verschiedener Ausführungsformen einer Stirnseitenabdeckung des Gehäuses; 4b and c are schematic representations of various embodiments of an end cover of the housing;

5 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherheitswärmetauschers; 5 a cross section through an embodiment of the safety heat exchanger according to the invention;

6 eine Detailansicht eines Schnitts durch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherheitswärmetauschers. 6 a detailed view of a section through an embodiment of the safety heat exchanger according to the invention.

1 zeigt eine Wärmeaustauscheinheit 10 zum Wärmeaustausch zwischen zwei verschiedenen Medien, die in separaten Rohrleitungssystemen geführt werden. Zwischen den Rohrleitungssystemen besteht keine Fluidverbindung. 1 shows a heat exchange unit 10 for heat exchange between two different media routed in separate piping systems. There is no fluid connection between the piping systems.

Jedes der Rohrleitungssysteme verfügt über je einen Einlass 12 bzw. 12' und je einen Auslass 14 bzw. 14' für die jeweiligen Medien, die an einer Stirnseite der Wärmeaustauscheinheit 10 angeordnet sind. Verbindungsstücke 16 verbinden parallele Rohre 22, 22' (siehe 2) des jeweiligen Rohrleitungssystems an den Stirnseiten der Wärmeaustauscheinheit, wodurch die beiden Medien mehrfach aneinander vorbei geführt werden.Each of the piping systems has one inlet each 12 respectively. 12 ' and one outlet each 14 respectively. 14 ' for the respective media, at one end of the heat exchange unit 10 are arranged. connectors 16 connect parallel pipes 22 . 22 ' (please refer 2 ) of the respective piping system at the end faces of the heat exchange unit, whereby the two media are passed several times past each other.

Die Rohre 22, 22' der Rohrleitungssysteme sind mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Wärmeleitplatten 18 miteinander verbunden. Die Wärmeleitplatten 18 bestehen aus einem guten Wärmeleiter, beispielsweise Metall, und tragen somit zur verbesserten Wärmeübertragung zwischen den Rohrleitungssystemen des Sicherheitswärmetauschers bei. Die Wärmeleitplatten 18 sind im Wesentlichen planparallel angeordnet. An den Stirnseiten der Wärmeaustauscheinheit 10 sind Stirnplatten 20 vorgesehen, die den jeweiligen Abschluss des Wärmeleitplattenstapels bilden. In der dargestellten Ausführungsform sind die Stirnplatten 20 etwas dicker ausgeführt als die Wärmeleitplatten 18, da sie neben ihrer Funktion als Wärmeleiter einen Beitrag zur Stabilität der Wärmeaustauscheinheit 10 leisten. Die Stirnplatten 20 können auch aus einem anderen Material gefertigt sein als die Wärmeleitplatten 18, um ihrer Stützfunktion besser gerecht zu werden.The pipes 22 . 22 ' the piping systems are with a variety of juxtaposed heat conducting plates 18 connected with each other. The heat conducting plates 18 consist of a good heat conductor, such as metal, and thus contribute to the improved heat transfer between the piping systems of the safety heat exchanger. The heat conducting plates 18 are arranged essentially plane-parallel. At the ends of the heat exchange unit 10 are face plates 20 provided, which form the respective end of the heat conducting plate stack. In the illustrated embodiment, the end plates 20 a little thicker than the heat conducting plates 18 because, in addition to their function as a heat conductor, they contribute to the stability of the heat exchange unit 10 Afford. The face plates 20 can also be made of a different material than the heat conducting plates 18 to better serve their support function.

2 zeigt eine Seitenansicht der Wärmeaustauscheinheit 10 gemäß 1. In der Zusammenschau mit der Perspektivansicht von 1 wird die Anordnung der Rohre 22, 22' der separaten Rohrleitungssysteme deutlich. Jedes der Rohrleitungssysteme umfasst acht Rohre 22, 22'. Von diesen je acht Rohren 22, 22' sind jeweils zwei in 2 zu erkennen. Durch die Verbindungsstücke 16, 16' sind die Rohre 22, 22' zu zwei Gruppen verschaltet, die von einem jeweiligen Medium durchströmt werden. 2 shows a side view of the heat exchange unit 10 according to 1 , In synopsis with the perspective view of 1 becomes the arrangement of the pipes 22 . 22 ' the separate piping systems clearly. Each of the piping systems comprises eight pipes 22 . 22 ' , Of these eight pipes each 22 . 22 ' are each two in 2 to recognize. Through the connectors 16 . 16 ' are the pipes 22 . 22 ' interconnected to two groups, which are flowed through by a respective medium.

Der Anschluss der Rohrleitungssysteme der Wärmeaustauscheinheit 10 an ein weiterführendes Leitungssystem (nicht gezeigt) – beispielsweise an das Leitungssystem einer Kälteanlage – erfolgt über die Einlässe 12, 12' und die Auslässe 14, 14'.The connection of the piping systems of the heat exchange unit 10 to a continuing line system (not shown) - for example, to the line system of a refrigeration system - via the inlets 12 . 12 ' and the outlets 14 . 14 ' ,

Um den Wärmeaustausch zwischen den unterschiedlichen Temperaturniveaus der Medien zu verbessern, werden die Rohre 22, 22' in einer regelmäßigen Anordnung – in dieser Ausführungsform in einem orthogonalen Raster von 4×4 Rohren 22, 22' – aneinander vorbei geführt. Die Rohre 22, 22' verlaufen zwar in räumlicher Nähe zueinander, sind jedoch bewusst voneinander beabstandet. Die Zwischenräume verhindern ein Übergreifen einer Beeinträchtigung eines Rohrleitungssystems auf das jeweils andere Rohrleitungssystem. Gerade bei der Verwendung unterschiedli cher, eventuell chemisch reaktiver Medien stellt dies einen erheblichen Sicherheitsaspekt dar.To improve the heat exchange between the different temperature levels of the media, the tubes become 22 . 22 ' in a regular array - in this embodiment in an orthogonal grid of 4 x 4 tubes 22 . 22 ' - led past each other. The pipes 22 . 22 ' Although they run in close proximity to each other, but are aware of each other. The interspaces prevent interference of a pipeline system on the other piping system. Especially when using unterschiedli cher, possibly chemically reactive media, this represents a significant security aspect.

Bevorzugt sind sämtliche Komponenten der Wärmeaustauscheinheit 10 aus Metall, insbesondere aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gefertigt, wobei für die Komponenten auch unterschiedliche Materialien verwendet werden können.All components of the heat exchange unit are preferred 10 made of metal, in particular made of copper or a copper alloy, wherein for the components and different materials can be used.

3 zeigt einen Sicherheitswärmetauscher 24, dessen Wärmeaustauscheinheit 10 erfindungsgemäß durch ein allseitig geschlossenes Gehäuse 26 umhüllt ist. Lediglich die Einlässe 12, 12' und Auslässe 14, 14' ragen aus dem Gehäuse 26. Die dargestellte Ausführungsform des Sicherheitswärmetauschers 24 weist somit eine vollständige Umhüllung der Wärmeaustauscheinheit 10 auf. Bei besonderen Anwendungen kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse 26 nur bestimmte Teile der Wärmeaustauscheinheit 10 allseitig umhüllt. 3 shows a safety heat exchanger 24 , its heat exchange unit 10 according to the invention by a housing closed on all sides 26 is wrapped. Only the inlets 12 . 12 ' and outlets 14 . 14 ' stick out of the case 26 , The illustrated embodiment of the safety heat exchanger 24 thus shows a complete enclosure of the heat exchange unit 10 on. In special applications can be provided that the housing 26 only certain parts of the heat exchange unit 10 enveloped on all sides.

Das Gehäuse 26 verfügt über eine Revisionsklappe 28, die einen Zugang zum Innenraum des Gehäuses 26 ermöglicht. Dies vereinfacht die Kontrolle und Wartung der Wärmeaustauscheinheit 10 erheblich.The housing 26 has an access door 28 giving access to the interior of the housing 26 allows. This simplifies the control and maintenance of the heat exchange unit 10 considerably.

Als Druckausgleichsöffnungen für einen ständigen Druckausgleich zwischen dem Innenraum des Gehäuses 26 und der Umgebung bei minimalem Luftaustausch mit der Umgebung weist das Gehäuse 26 beispielsweise mehrere Belüftungsschlitze 30 auf. Die Belüftungsschlitze 30 sind an Stirnseiten 32 des Gehäuses 26 angeordnet. Die Stirnseiten 32 erstrecken sich im Wesentlichen planparallel zu den Stirnplatten 20 der Wärmeaustauscheinheit 10. Da sich die Stirnplatten 20 über einen Großteil der Fläche des Innenquerschnitts des Gehäuses 26 erstrecken, bilden sich keine unerwünschten Luftströmungen im Inneren des Sicherheitswärmetau scher 24 aus, die eine den Wirkungsgrad des Sicherheitswärmetauschers 24 herabsetzende Wärmeabfuhr bewirken würden.As a pressure equalization holes for a permanent pressure equalization between the interior of the housing 26 and the environment with minimal air exchange with the environment, the housing 26 for example, several ventilation slots 30 on. The ventilation slots 30 are at end faces 32 of the housing 26 arranged. The front ends 32 extend substantially plane-parallel to the face plates 20 the heat exchange unit 10 , As the face plates 20 over much of the area of the inner cross section of the housing 26 extend, do not form unwanted air currents inside the Sicherheitswärmetau shear 24 out, the one the efficiency of the safety heat exchanger 24 would cause disparaging heat dissipation.

Anstelle einer schlitzförmigen Druckausgleichsöffnung 30 kann generell beispielsweise auch eine kreisförmige Druckausgleichsöffnung vorgesehen sein. Ferner kann lediglich eine einzige Druckausgleichsöffnung 30 vorgesehen sein, und/oder die Druckausgleichsöffnungen 30 sind an einer einzigen Stirnseite 32 oder an einem einzigen anderen Gehäuseabschnitt vorgesehen, um einen unerwünschten ständigen Luftstrom zu vermeiden.Instead of a slot-shaped pressure equalization opening 30 In general, for example, a circular pressure equalization opening can also be provided. Furthermore, only a single pressure equalizing opening 30 be provided, and / or the pressure equalization openings 30 are on a single face 32 or on a single other housing portion to prevent unwanted continuous airflow.

Eine weitere Ausführungsform des Sicherheitswärmetauschers 24 ist in 4a gezeigt. Das Gehäuse 26 entspricht in diesem Fall nicht der Grundform eines Quaders, sondern weist im Wesentlichen eine Hohlzylinderform auf. Das heißt, ein Rohrabschnitt mit kreisförmigem Querschnitt bildet das Grundelement des Gehäuses 26, in dem die Wärmeaustauscheinheit 10 angeordnet ist, die symbolhaft durch parallele Platten dargestellt ist. Eine derartige Bauform zeichnet sich durch eine hohe Funktionalität bei gleichzeitig kostengünstiger Herstellung aus. Die Enden des Rohrabschnitts können durch Deckel 33 verschlossen werden, die auf die Öffnungen des Rohrzylinders gesteckt werden, wie in 4b skizziert. Es ist auch möglich, die beiden Rohröffnungen mit einem Kunststoffschaum auszufüllen oder Abschlussplatten 33a (siehe 4c) in die Rohröffnungen einzusetzen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde in 4b und 4c auf die Darstellung der Wärmeaustauscheinheit 10 im Inneren des Gehäuses 26 verzichtet.Another embodiment of the safety heat exchanger 24 is in 4a shown. The housing 26 in this case does not correspond to the basic shape of a cuboid, but essentially has a hollow cylindrical shape. That is, a pipe section with a circular cross-section forms the basic element of the housing 26 in which the heat exchange unit 10 is arranged, which is symbolically represented by parallel plates. Such a design is characterized by high functionality and cost-effective production. The ends of the pipe section can be covered by lids 33 be closed, which are placed on the openings of the tube cylinder, as in 4b outlined. It is also possible to fill the two pipe openings with a plastic foam or end plates 33a (please refer 4c ) into the tube openings. For clarity, was in 4b and 4c on the representation of the heat exchange unit 10 inside the case 26 waived.

Alternativ zu einer beispielsweise in dem Deckel 33 oder in der Abschlussplatte 33a ausgebildeten Druckausgleichsöffnung kann die Druckausgleichsöffnung durch einen Spalt 31 gebildet sein, der zwischen dem Gehäuse 26 und dem Deckel 33 (4b) bzw. der Abschlussplatte 33a (4c) entlang eines Teils oder entlang des vollständigen Umfangs des Gehäuses 26 gebildet ist.Alternatively to one example in the lid 33 or in the end plate 33a formed pressure equalization port, the pressure compensation opening through a gap 31 be formed between the housing 26 and the lid 33 ( 4b ) or the end plate 33a ( 4c ) along a part or along the full circumference of the housing 26 is formed.

5 zeigt einen Querschnitt parallel zu einer Wärmeleitplatte 18 eines quaderförmigen Sicherheitswärmetauschers 24. Die beiden Rohrleitungssysteme des Sicherheitswärmetauschers 24 setzen sich aus den Rohren 22 bzw. 22' zusammen, die durch Kreise bzw. Kreise mit einem X symbolisiert werden. Deutlich ist die 4×4-Matrix-Anordnung der Rohre 22, 22' zu erkennen. Die Rohre 22 bzw. 22' sind sowohl spalten- als auch reihenweise alternierend angeordnet. 5 shows a cross section parallel to a heat conduction plate 18 a cuboid safety heat exchanger 24 , The two piping systems of the safety heat exchanger 24 sit down from the pipes 22 respectively. 22 ' together, which are symbolized by circles or circles with an X. The 4 × 4 matrix arrangement of the tubes is clear 22 . 22 ' to recognize. The pipes 22 respectively. 22 ' are arranged both in columns and in rows alternately.

Bei dieser Ausführungsform besteht das Gehäuse 26 aus mehreren Verbundplatten 34, die durch Klammern 36 miteinander verbunden sind. Die Unterseite des Gehäuses 26 wird durch eine Bodenwanne 38 gebildet, die zum Auffangen von Kondenswasser oder eventuell ausfließenden Medien vorgesehen ist. Die Bodenwanne 38 verfügt über einen Abfluss 40 zur kontrollierten Entnahme der aufgefangenen Flüssigkeiten.In this embodiment, the housing 26 from several composite panels 34 by brackets 36 connected to each other. The bottom of the case 26 is through a floor pan 38 formed, which is intended to catch condensation or possibly outflowing media. The floor pan 38 has an outlet 40 for the controlled removal of the collected liquids.

Die Fugen 39 zwischen den Verbundplatten 34 und/oder der Bodenplatte 38 sind nicht gasdicht verschlossen. Durch die verbleibenden Öffnungen ist der erforderliche Druckausgleich zwischen dem Innenraum des Gehäuses 26 und der Umgebung gewährleistet, ohne dass ein Luftaustausch mit der Umgebung in einem Ausmaß erfolgt, das den Wärmeaustausch zwischen den in den Rohren 22, 22' geführten Medien beeinträchtigen würde.The joint 39 between the composite panels 34 and / or the bottom plate 38 are not sealed gas-tight. Through the remaining openings of the required pressure equalization between the interior of the housing 26 and the environment is ensured, without any exchange of air with the environment to an extent that the heat exchange between those in the pipes 22 . 22 ' affected media.

Das Gehäuse 26 ist durch nicht gezeigte Stützelemente mit der Wärmeaustauscheinheit 10 verbunden. Es kann auch vorgesehen sein, dass einzelne Wärmleitplatten 18 und insbesondere die Stirnplatten 20 als stützende Elemente fungieren. Bevorzugt ist ein Wärmeisolator zwischen den stützenden Elementen der Wärmeaustauscheinheit 10 und dem Gehäuse 26 angeordnet, um einen konduktiven Wärmefluss zu minimieren.The housing 26 is by non-illustrated support members with the heat exchange unit 10 connected. It can also be provided that individual heat transfer plates 18 and especially the face plates 20 act as supporting elements. A heat insulator is preferred between the supporting elements of the heat exchange unit 10 and the housing 26 arranged to minimize a conductive heat flow.

6 zeigt weitere Einzelheiten des Sicherheitswärmetauschers 24. Es ist ein Ausschnitt eines Schnitts entlang eines Rohres 22 dargestellt. Das linke Ende des Rohrs 22 wird durch den flanschartigen ausgestalteten Einlass 12 gebildet. An diesen schließt sich ein Kupplungsstück 42 an, das sich durch eine Durchgangsöffnung 44 durch die Verbundplatte 34 des Gehäuses 26 erstreckt. Im Außenraum des Gehäuses 26 kann das Kupplungsstück 42 mit weiteren Komponenten einer Anlage verbunden werden, welcher der Sicherheitswärmetauscher 24 zugeordnet ist. 6 shows more details of the safety heat exchanger 24 , It is a section of a cut along a pipe 22 shown. The left end of the pipe 22 is through the flange-like designed inlet 12 educated. At this closes a coupling piece 42 on, passing through a passage opening 44 through the composite panel 34 of the housing 26 extends. In the exterior of the case 26 can the coupling piece 42 be connected to other components of a plant, which is the safety heat exchanger 24 assigned.

Die Verbundplatte 34 ist ein Polyurethan-(PU)-Paneel, welche sich aus einem Außenblech 34a, einem Innenblech 34b und einer dazwischen angeordneten isolierenden Polyurethanschicht 34c zusammensetzt. Derartige PU-Paneele zeichnen sich durch hohe Stabilität und eine gute Isolierungswirkung aus. Der Zwischenraum zwischen der Durchgangsöffnung 44 und dem Kupplungsstück 42 ist nicht hermetisch abgedichtet, da ein gasdichter Verschluss des Gehäuses 26 gerade nicht vorgesehen ist.The composite panel 34 is a polyurethane (PU) panel, which consists of an outer panel 34a , an inner panel 34b and an insulating polyurethane layer interposed therebetween 34c composed. Such PU panels are characterized by high stability and a good insulation effect. The space between the passage opening 44 and the coupling piece 42 is not hermetically sealed, as a gas-tight closure of the housing 26 currently not provided.

6 zeigt außerdem eine Ausführungsform der Verbindung zwischen den Wärmeaustauschelementen und den Rohrleitungssystemen des Sicherheitswärmetauschers 10. Es ist beispielhaft die Verbindung zwischen einer Stirnplatte 20 bzw. einer Wärmeleitplatte 18 und einem Rohr 22 dargestellt. Zur Verbesserung der thermischen Ankopplung weisen sowohl die Stirnplatte 20 als auch die Wärmeleitplatte 18 einen Sockel 19 auf. Die Sockel 19 benachbarter Platten 18, 20 grenzen direkt aneinander an, so dass ein direkter Kontakt des Rohrs 22 mit der Umgebungsluft weitgehend vermieden wird. Dies stellt eine zusätzliche Maßnahme zur Erhöhung der Effizienz des Sicherheitswärmetauschers 24 dar. 6 also shows an embodiment of the connection between the heat exchange elements and the piping systems of the safety heat exchanger 10 , It is an example of the connection between a front plate 20 or a heat conducting plate 18 and a pipe 22 shown. To improve the thermal coupling, both the face plate 20 as well as the heat conduction plate 18 a pedestal 19 on. The pedestals 19 neighboring plates 18 . 20 border directly on each other, allowing a direct contact of the tube 22 is largely avoided with the ambient air. This provides an additional measure to increase the efficiency of the safety heat exchanger 24 represents.

1010: WärmeaustauscheinheitHeat exchange unit
12, 12'12 12 ': Einlassinlet
14, 14'14 14 ': Auslassoutlet
16, 16'16 16 ': Verbindungsstückjoint
1818: Wärmeleitplatteheat conduction
1919: Sockelbase
2020: Stirnplattefaceplate
2222: Rohrpipe
2424: SicherheitswärmetauscherSafety heat exchanger
2626: Gehäusecasing
2828: Revisionsklappeinspection flap
3030: Belüftungsschlitzventilation slot
3131: Spaltgap
3232: Stirnseitefront
3333: Deckelcover
33a33a: AbschlussplatteEnd plate
3434: Verbundplattesandwich panel
34a34a: Außenblechouter panel
34b34b: Innenblechinner panel
34c34c: Polyurethanschichtpolyurethane coating
3636: Klammerclip
3838: Bodenwannefloor pan
3939: FugeGap
4040: Abflussoutflow
4242: Kupplungsstückcoupling
4444: DurchgangsöffnungThrough opening

Claims

A heat exchanger for exchanging heat between at least two media, wherein each medium is assigned a separate piping system, and wherein the piping systems are spatially spaced apart from each other and via heat transfer elements ( 18 . 20 ) are thermally conductive in contact with each other, wherein the safety heat exchanger is a housing closed on all sides ( 26 ) comprising the piping systems and the heat transfer elements ( 18 . 20 ) at least partially surrounds to thereby exchange air between the interior of the housing ( 26 ) and the environment as far as possible, the housing ( 26 ) at least one gas-permeable pressure equalization opening for a permanent pressure equalization between the interior of the housing ( 26 ) and the environment.

Safety heat exchanger according to claim 1, characterized in that the heat transfer elements ( 18 . 20 ) extend parallel to each other along a respective main extension plane, wherein the at least one pressure equalization opening ( 30 ) on a section ( 32 ) of the housing ( 26 ) is formed substantially parallel to the main extension planes of the heat transfer elements ( 18 . 20 ) is arranged.

Safety heat exchanger according to at least one of the preceding claims, characterized in that the at least one pressure compensation opening through a gap ( 31 . 39 ) between two adjacent sections of the housing ( 26 ) is formed.

Safety heat exchanger according to at least one of the preceding claims, characterized in that only at a single section ( 32 ) of the housing ( 26 ) the at least one pressure equalization opening ( 30 ) is provided.

Safety heat exchanger according to at least one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 26 ) only a single gas-permeable pressure equalization opening ( 31 ) having.

Safety heat exchanger according to at least one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 26 ) is formed by a pipe section, on whose end faces terminating elements ( 33 . 33a ), wherein the pipe section in particular has a rectangular or circular cross-section.

Safety heat exchanger according to at least one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 26 ) is at least partially formed by two or more layers of different or similar materials.

Safety heat exchanger according to at least one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 26 ) consists at least partially of plastic.

Safety heat exchanger according to at least one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 26 ) is at least partially formed by a plastic foam.

Safety heat exchanger according to at least one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 26 ) consists at least partially of a plastic-metal composite material.

Safety heat exchanger according to at least one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 26 ) a fluid collecting device ( 38 ), which in the position of use of the safety heat exchanger ( 10 ) at the bottom of the housing ( 26 ) is arranged.

Safety heat exchanger according to at least one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 26 ) at least one in particular closable access opening ( 28 ), which has access to the interior of the housing ( 26 ).

Safety heat exchanger according to at least one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 26 ) several supply openings ( 44 ) of connecting pipes ( 42 ) for connecting the piping systems to a respective circuit of the respective medium or portions of the piping systems.