DE102013010154A1

DE102013010154A1 - Wärmetauschermatte, Verfahren zurHerstellung der Wärmetauschermatte

Info

Publication number: DE102013010154A1
Application number: DE102013010154.9A
Authority: DE
Inventors: Albrecht Bauke; Nico Schlewitt; Stephan Mölle; Reinhard Sobczyk; Jörg Siegmund
Original assignee: BEKA HEIZ und KUEHLMATTEN GmbH; Beka Heiz- und Kuehlmatten GmbH
Current assignee: BEKA HEIZ und KUEHLMATTEN GmbH; Beka Heiz- und Kuehlmatten GmbH
Priority date: 2013-03-20
Filing date: 2013-03-20
Publication date: 2014-09-25

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wärmetauschermatte bestehend aus zwei miteinander aus Kunststoff bestehenden verbundenen Folien (3a, 3b), wobei mindestens eine Folie (3a oder 3b) durch Umformen oder thermisches Profilieren zusammen mit der anderen Folie (3b oder 3a) ein durchströmbares Profil 16 aufweist und das Profil 16 aus netzartig miteinander verbundenen oder einzelnen Kapillarrohrlängs- und/oder Kapillarrohrquerrohren (4) besteht, durch welche ein kühlendes und/oder erwärmendes Fluid geführt wird. Erfinderisch Vorteilhaft ist, dass die Folien (3a, 3b) beim Verarbeiten zwei Bereiche aufweisen und der eine Bereich, indem die Folien (3a, 3b) zur Bearbeitung fixierend eingespannt sind, der inaktive Teil (2a) der Wärmetauschermatte (1) ist und der andere Bereich, der als aktiver Teil (2b) der Wärmetauschermatte (1) bezeichnet wird und in der Anwendung die eigentliche Wärmetauschermatte (1) bildet und in diesem Bereich Kapillarrohrlängs- und Kapillarrohrquerohre (4) sowie Anschlüsse (5) angeordnet sind und dass die Wärmetauschermatte (1) im inaktiven Bereich (2a) und/oder im aktiven Bereichs (2b) Fixpunkte (7) aufweist, die durch profilierte Erhebungen (8) und/oder Lochungen (9) gebildet werden. Ferner wird eine Verfahren zur Herstellung einer Wärmetauschermatte aufgezeigt, bei dem zwei aus Kunststoff bestehende Folien miteinander verbunden werden und mindestens eine Folie durch Umformen oder thermisches Profilieren zusammen mit der anderen Folie ein durchströmbares Profil aufweist, und das Profil aus netzartig miteinander verbundenen oder einzelnen Kapillarrohrlängs- und/oder Kapillarrohrquerrohren besteht, durch welche ein kühlendes und/oder erwärmendes Fluid geführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wärmetauschermatte, bestehend aus zwei miteinander verbundenen aus Kunststoff bestehenden Folien, wobei mindestens eine Folie durch Umformen oder thermisches Profilieren zusammen mit der anderen Folie ein durchströmbares Profil aufweist, und das Profil aus netzartig miteinander verbundenen oder einzelnen Kapillarrohrlängs- und/oder Kapillarrohrquerrohren besteht, durch welche ein kühlendes und/oder erwärmendes Fluid geführt wird.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Wärmetauschermatte, bei dem zwei aus Kunststoff bestehende Folien miteinander verbunden werden und mindestens eine Folie durch Umformen oder thermisches Profilieren zusammen mit der anderen Folie ein durchströmbares Profil aufweist, und das Profil aus netzartig miteinander verbundenen oder einzelnen Kapillarrohrlängs- und/oder Kapillarrohrquerrohren besteht, durch welche ein kühlendes und/oder erwärmendes Fluid geführt wird.
Kapillarrohre bieten gute Voraussetzungen für eine Verwendung beispielsweise als Wärmetauschermatte zum Heizen und Kühlen von Gebäuden. Dazu werden die Kapillarrohre zu Matten zusammengefasst, indem die Kapillarrohre in einem Abstand von etwa 10 bis 30 mm parallel durch Abstandshalter geführt werden und an dem einen Ende mit einem gemeinsamen Sammelrohr für den Zulauf des Heiz- und/oder Kühlfluids verbunden sind. An dem anderen Ende ist ein weiteres Sammelrohr für den Rücklauf des Fluids angeordnet. In der DE 4434387 wird eine entsprechende Kunststoffrohrmatte und in der DE 4423765 sind die dazugehörigen Abstandshalter für paralleles Fixieren der Kapillarrohre zu Kunststoffrohrmatten aufgeführt. Die gezeigten Ausführungen besitzen die Nachteile, dass das Einbringen der Abstandshalter eine große Fertigungszeit bedarf und dass das Stapeln von mehreren Kapillarrohrmatten zu einem Wärmetauscher nur mit gesonderten Hilfsmitteln möglich ist.
In der DE 10 2008 034 122 wird ein Wärmetauscher aus Kapillarrohrregister vorgestellt. Die Kapillarrohrregister besitzen netzartig miteinander verbundene Kapillarrohrlängs- und Kapillarrohrquerrohre, die an ihren Enden gemeinsam jeweils an einem Sammelrohr für die Zu- und Abführung des Fluids angeschlossen sind. Bei dieser Ausführung ist nachteilig, dass das Stapeln von mehreren Kapillarrohrregistern zu Wärmetauschern auch gesonderter Hilfsmittel bedarf. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass das Einbringen von gewollten Barrieren zur Strömungsreglung äußerst schwierig ist, weil keine Fixpunkte zum Ausrichten bei der Barriereeinbringung vorhanden sind.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Wärmetauschermatte zu schaffen, die keine Abstandshalter zwischen den Kapillarrohrrohren bedarf und mittels geeigneter Einrichtungen einfaches Stapeln der Wärmetauschermatten zu Wärmetauschern gestattet und die Wärmetauschermatte Punkte besitzt, die ein genaues Ausrichten für eventuelle Weiterbearbeitungen aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Ausbildung der Wärmetauschermatte entsprechend der Patentansprüche 1 bis 6 und dem Verfahren 7 bis 15 gelöst.
Bei der erfinderischen Lösung weisen die beiden Folien beim Verarbeiten zwei Bereiche auf, der eine Bereich, in dem die Folie zur Bearbeitung fixierend eingespannt ist, ein inaktiver Teil ist und der andere Bereich, der als aktiver Teil bezeichnet wird und in der Anwendung die eigentliche Wärmetauschermatte bildet und in diesem Bereich Kapillarrohrlängs- und Kapillarrohrquerohre sowie Anschlüsse angeordnet sind und dass die Wärmetauschermatte außerhalb und/oder innerhalb ihres aktiven Bereichs Fixpunkte aufweist, die durch profilierte Erhebungen und/oder Lochungen gebildet werden.
Die erfinderische Lösung kann durch die folgenden, jeweils für sich vorteilhaften und beliebig miteinander kombinierbaren Ausgestaltungen verbessert werden.
Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung ist positiv, dass bei der Verarbeitung der inaktive Teil den aktiven Teil ganz oder teilweise umhüllt und die beiden Folien, die aus gleichem oder ungleichem Kunststoff bestehen können und jeweils eine Stärke in dem Bereich von 0,2 bis 0,6 mm aufweisen, vor dem Verbinden die Außenmaße des inaktiven Teils der Wärmetauschermatte einnehmen. Auch kann eine Folie oder beide Folien aus Rollenmaterial bestehen und vor oder beim Verbinden der beiden Folien einem Zuschnittvorgang unterliegen, durch den sie die Außenmaße des inaktiven Teils der Wärmetauschermatte einnehmen.
Weitere vorteilhafte Gestaltungen bestehen darin, dass Fixpunkte so angeordnet sind, dass der Durchfluss des Fluids in den Kapillarrohrlängs- und Kapillarrohrquerrohren nicht behindernd oder wenn gewollt behindernd angeordnet sind.
Die bei der Herstellung der Wärmetauschermatte erzeugten Fixpunkte können ein profiliertes Profil (z. B. Hutform) aufweisen, welches bei der stapelnden Anordnung von Wärmetauschermatten zu einem Wärmetauscher den gewollten Abstand zwischen den Wärmetauschermatten gewährleistet. Auch können Fixpunkte als Bohrung ausgeführt sein. Bei so einer Ausführung kann das Stapeln der Wärmetauschermatten mittels Stehbolzen oder andere den Abstand und die Fixierung bewirkende Elemente einfach ausgeführt werden.
Eine vorteilhafte Gestaltung besteht darin, dass sich an zwei oder einer der vier Seiten der Wärmetauschermatte die Anschlüsse für den Durchfluss des Fluids befinden, wobei die Anzahl der jeweils Zu- und Abflüsse die maximale Anzahl von 10 Stück je Versorgungsart nicht überschreitet. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass jeweils zwischen den Anschlüssen ein nicht profilierter Bereich angeordnet ist. Dies gestattet die einfache gewollte Nacharbeit der Anschlüsse je nach Bedarf.
Die Folien können aus unterschiedlichem Material bestehen und es können auch Folien zum Einsatz kommen, die weitgehend sauerstoffdiffussionsdicht sind.
Das erfinderische Verfahren zur Herstellung einer Wärmetauschermatte nach den Ansprüchen 1 bis 6 beinhaltet, dass Halteelemente die Folie klemmen oder durch Formschluss den inaktiven Teil der Wärmetauschermatte bei den Verarbeitungsstufen temporär halten, dabei ist der Funktionsbereich der Halteelemente außerhalb des Werkzeugs für das Zusammenfügen der beiden Folien angesiedelt. Das Werkzeug für das Zusammenfügen der beiden Folien kann nur das Zusammenfügen der beiden Folien ausführen, oder es kann das Erzeugen der Kapillarrohrlängs- und/oder Kapillarrohrquerohre bewirken, oder es kann das Zuschneiden der Folien auf die Größe des aktiven Teils der Wärmetauschermatte bewirken, oder es kann die Fixpunkte als Profilform oder Lochung ausführen, oder es kann alle aufgeführten Fertigungsschritte in Folge oder gleichzeitig oder teilweise gleichzeitig ausführen, wobei die Halteelemente mit dem Werkzeug zum Zeitpunkt des Bearbeitungsprozesses in Verbindung stehen können. Die Aufzählung der Fertigungsschritte ist hier beispielhaft gewählt. Es können auch andere Fertigungsschritte in Folgeschritten oder gleichzeitig oder teilweise gleichzeitig mit einem genannten Werkzeug ausgeführt werden.
Erfindungsgemäß besitzt das Werkzeug zum Zusammenfügen der beiden Folien zur Wärmetauschermatte Zonen zum Heizen und Kühlen und diese Zonen sind temperaturregelbar gestaltet, wobei entsprechend jeder Zone ein Messfühler auf die Reglung wirkend angeordnet ist. Zum Einstellen der Temperaturen in den einzelnen Zonen, wird an Mustermatten ein jeder Zone des Werkzeugs entsprechender Bereich der Wärmetauschermatte mit dem Durchlichtverfahren analysiert und bei Abweichungen die Temperatureinstellung präzisiert. Das über die gesamte Wärmetauschermatte sich ergebende Temperaturfeld wird in der Reglung gespeichert und kann bei während der Fertigung auftretenden Abweichungen tendenziell für alle oder nur auf einzelne Zonen wirkend angepasst werden.
Eine wirtschaftliche Fertigung kann realisiert werden, wenn beide Folien eine thermische Behandlung erfahren und dabei eine Folie oder beide Folien die Kapillarrohrform erhalten und nachfolgend ohne weitere thermische Behandlung die stoffschlüssige Verbindung der beiden Folien erfolgt. Natürlich können die thermisch oder mechanisch profilierten Folien auch durch Kleben miteinander verbunden werden.
Bei einer weiteren erfinderischen Ausgestaltung werden nach dem Zusammenfügen der beiden Folien der aktive Teil der Wärmetauschermatte, der Kapillarrohrlängs- und/oder Kapillarrohrquerrohre sowie Anschlüsse und Fixpunkte enthält, mit Hilfe eines Schnittwerkzeuges vom inaktiven Teil der Wärmetauschermatte abgetrennt. Bei diesem Vorgang können gleichzeitig auch die Zwischenräume zwischen den Anschlüssen entfernt werden.
Natürlich ist das Abtrennen des aktiven Teils der Wärmetauschermatte vom inaktiven Teil und/oder das Abtrennen der Zwischenräume zwischen den Anschlüssen stanzend oder mittels eines thermischen Trennverfahrens, wie z. B. Lasern, Heizdrahtschneiden usw., realisierbar.
Um die Anschlüsse in der mechanischen Belastbarkeit zu verstärken, besteht die erfinderische Lösung darin, dass durch Erwärmungen des Innen- und Außendurchmessers der Anschlüsse die Oberflächenspannung so erhöht wird, dass sich dadurch die Anschlüsse in der Länge verkürzen und sich dadurch die Wanddicke verstärkt. Weiter kann der Innen- und Außendurchmesser der Anschlüsse thermisch erhitzt und beim Abkühlen mittels eines Formwerkzeuges das gewollte Formprofil im Innen- und/oder Außendurchmesser erzeugt werden.
Vorteilhaft ist die Lösung zum Anschließen der Wärmetauschermatte an die Versorgungsleitung, indem die Anschlüsse in ein mit Anschlussöffnungen versehenes Versorgungsteil gesteckt und in dieser Lage durch Kleben oder Schweißen mit dem Versorgungsteil verbunden werden. Das Versorgungsteil kann unterschiedliche Profilformen, wie rund, viereckig, oval usw., aufweisen. Das Verbinden der Anschlüsse mit dem Versorgungsteil kann geschehen, indem die Anschlüsse in ein vorteilhaftes U-förmiges Profil mit Anschlussöffnungen versehenes Versorgungsteil so gesteckt werden, wobei die Anschlüsse die Wanddicke des Versorgungsteiles nach innen überragen. Der überragende Teil der Anschlüsse wird durch ein entsprechend geformtes thermisches Heizgerät flanschartig nach außen ausgeformt und flanschartig auf der Innenseite des Versorgungsteils verschweißt. Verfahrenstechnisch geschieht dies, indem das thermische Heizgerät eine profilierte Form besitzt. Mit dieser Form wird der überragende Teil des Anschlusses durch die thermische Wirkung flanschartig so lange nach außen ausgeformt, bis der Flansch auf der Innenseite des U-förmigen Profils aufliegt. Danach erfolgt keine weitere axiale Bewegung des Heizgerätes mehr. In der erreichten Stellung verharrt das Heizgerät so lange, bis Flansch und der berührte Teil des U-förmigen Profils für die Verschweißung entsprechend erwärmt sind. Danach wird schnell das Heizgerät aus der Position genommen und durch einen kühlen Profildorn ersetzt. Der Profildorn taucht mit seiner Profilform leicht in den Anschluss ein und er besitzt die Profilform des Heizgerätes und die Breite des Flansches. Der Profildorn führt eine weitere axiale Bewegung aus und drückt dadurch Flansch und U-förmiges Profil so aufeinander, dass eine Verschweißung stattfindet. Nach diesem Verfahren kann ein Anschluss aber auch mehrere Anschlüsse gleichzeitig mit dem Versorgungsteil verschweißt werden.
Eine weitere vorteilhafte Lösung besteht darin, dass die Anschlüsse in ein U-förmiges Profil mit Anschlussöffnungen versehenes Versorgungsteil so gesteckt werden, dass die Anschlüsse die Wanddicke des Versorgungsteiles nach innen überragen und der überragende Teil der Anschlüsse durch ein entsprechend geformtes Heizgerät flanschartig nach außen ausgeformt und nach der Ausformung auf der Innenseite des Versorgungsteils aufgeklebt wird. Auch bei diesem Verfahren können einzelne oder mehrere Anschlüsse mit dem Versorgungsteil verbunden werden. Findet ein vorteilhaftes U-förmiges Profil als Anschlussteil Verwendung, wird nach dem Verbinden mit den Anschlüssen mit Hilfe eines Deckprofils das U-förmige Profil stoffschlüssig oder durch Kleben geschlossen und kann vom Fluid durchflossen werden.
Die Anschlüsse der Wärmetauschermatte können im Versorgungsteil längs oder quer zur Strömungsrichtung des Fluids angeordnet werden.
Erfinderisch wird eine Lösung für das nachträgliche Einbringen von Fixpunkten in den aktiven Teil oder inaktiven Teil der Wärmetauschermatte genannt, indem mittels dem Durchlichtverfahren die geeignete Position ermittelt, durch mechanische Bearbeitung eine Lochung oder mittels thermischer Umformung eine Hutform erzeugt wird und bei Bedarf in der Umgebung des Fixpunktes das Verbinden der beiden Folien unter thermischer Einwirkung plan erfolgt.
Ein weiteres vorteilhaftes Verfahren besteht darin, dass zur Dichtheitsprüfung in die Wärmetauschermatte ein Prüfgas eingeführt wird und die Dichtheitsprüfung mittels Gassensor, z. B. Indikator oder Schnüffler, oder die Prüfung mittels Luftüberdruck und Blasennachweis im Wasserbad oder Druckänderungstest erfolgt. Hierzu werden die Anschlüsse mittels Anschweißen mit Verschlusskappen geschlossen und über einen oder mehreren Anschlüssen erfolgt die Einbringung des Prüfgases oder des Luftüberdruckes. Die Verschlusskappen können auch durch Klemmen, damit wieder lösbar, angeordnet werden. Sinnvoll ist, wenn mehrere Wärmetauschermatten in Reihe geschaltet werden.
Sollte eine Undichtheit entstehen und/oder sich eine Verbindung zwischen zwei Folien lösen, kann an dieser Stelle eine Reparatur durch Anordnen eines nachträglichen Fixpunktes erfolgen. Mittels thermischer Umformung kann die Undichtheit schließende Profilform erzeugt werden. Bei Bedarf erfolgt in der Umgebung des Fixpunktes das plane Verbinden der beiden Folien unter thermischer Einwirkung. Die punktuelle Verödung hat nur einen geringen Einfluss auf das Strömungsverhalten und damit auf die Übertragungsleistung der Wärmetauschermatte.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von unterschiedlichen Ausführungsformen beispielhaft mit Bezug auf die Figuren näher erläutert.
Die 1 zeigt entsprechend der Erfindung die Wärmetauschermatte nach dem Zusammenfügungsprozess der beiden Folien.
Die 2 und 3 zeigen entsprechend der Erfindung eine schematische Schnittdarstellung der Zusammengefügten Folien mit durchströmbaren Profilen und verschiedenen Fixpunktprofilen.
4 zeigt entsprechend der Erfindung einen Abschnitt des aktiven Bereichs der Wärmetauschermatte mit 4 Stück Anschlüssen einschließlich dem nichtprofilierten Bereichen zwischen den Anschlüssen.
5 zeigt entsprechend der Erfindung die Ausbildung von 3 Stück Anschlüsse mit dem Versorgungsteil, welches hier aus einem U-förmigen Profil und einem Deckprofil besteht.
In 1 wird die Wärmetauschermatte 1 nach dem Zusammenfügen der beiden Folien 3a, 3b gezeigt. Der schraffierte Teil zeigt den inaktiven Teil 2a der Wärmetauschermatte 1, dieser Teil wird für die Fertigung benötigt. Am inaktiven Teil 2a der Wärmetauschermatte 1 greifen im Herstellungsprozess Halteelemente klemmend oder formschlüssig zu und fixieren die Folien 3a, 3b beim Profilieren der Kapillarrohrlängs- und/oder Kapillarrohrquerrohre 4. Dies geschieht, indem die Folien 3a, 3b in einer Position erwärmt und dann in ein Werkzeug eingelegt werden. Hier kommt es an den erwärmten Folien 3a, 3b durch Unterdruckkräfte zur Ausformung der Kapillarrohrlängs- und/oder Kapillarrohrquerrohre 4. Auch können in dem Arbeitsgang die Anschlüsse 5 und die Fixpunkte 7 erzeugt werden. Die Fixpunkte 7 können die Form eines profilierten Fixpunktes 8 oder als Lochung 9 einnehmen. Mit Hilfe dieser Fixpunkte 7 kann die Wärmetauschermatte 1 für weitere Bearbeitungsschritte genau positioniert werden. Auch können die Fixpunkte 7 für die Positionierung des aktiven Teils 2b der Wärmetauschermatte 1 für eine eventuell notwendige weitere Bearbeitung bzw. für die genaue Positionierung von mehreren aktiven Teilen 2b der Wärmetauschermatten 1 untereinander beitragen. In 1 sind beispielhaft Fixpunkte 7 im inaktiven Teil 2a und im aktiven Teil 2b der Wärmetauschermatte 1 dargestellt. Der aktive Teil 2b der Wärmetauschermatte 1 beinhaltet neben den Fixpunkten 7 auch die Kapillarrohrlängs- und/oder Kapillarrohrquerrohre 4, sowie die Anschlüsse 5. Nach dem Zusammenfügen der beiden Folien 3a, 3b wird in einem separaten Werkzeug oder auch innerhalb des Werkzeuges, welches die Folien 3a und 3b profiliert, der aktive Teil 2b vom inaktiven Teil 2a der Wärmetauschermatte 1 getrennt. Die Trennung kann stanzend oder auch durch thermische Verfahren, wie Laser oder Heizdrahtschneiden, erfolgen. Zwischen den Anschlüssen 5 gibt es einen nichtprofilierten Bereich 6. Das Teil 14 vom nichtprofilierten Bereich 6 muss, um zuverlässige Verbindungen mit Versorgungseinrichtungen zu bekommen, abgetrennt werden. Dies kann zugleich beim Trennen des inaktiven Teil 2a vom aktiven Teil 2b der Wärmetauschermatte 1 oder danach erfolgen.
Verfahrenstechnisch ist es möglich, dass alle Fertigungsschritte oder einige Fertigungsschritte zum Erstellen des aktiven Teils 2b der Wärmetauschermatte 1 in einem Werkzeug erfolgen können. Auch kann jeder einzelne Fertigungsschritt in verschiedenen Werkzeugen ausgeführt werden.
Die 2 und 3 zeigen eine schematische Schnittdarstellung der zusammengefügten Folien 3a, 3b mit durchström baren Profilen 16 und verschiedenen Fixpunktprofilen 8, 9. Die durchströmbaren Profile 16 werden durch Kapillarrohrlängs- und/oder Kapillarrohrquerrohre 4 gebildet. Die durchströmbaren Profile 16 können auch unterschiedliche Winkel zueinander einnehmen, um die gewollte Durchströmung zu erreichen. Aus der 2a wird ersichtlich, dass es reicht, wenn man eine recht dünne Wärmetauschermatte 1 anstrebt, dass nur eine Folie 3a oder 3b profiliert wird.
In den 2 und 3 sind Profilformen 8, 9 von Fixpunkten 7 gezeigt. Diese Profilformen 8, 9 werden sinnvoller Weise zusammen mit den Kapillarrohrlängs- und/oder Kapillarrohrquerrohren 4 hergestellt. Die Fixpunkte 7 dienen der Positionierung in der Fertigung und finden auch Anwendung im praktischen Einsatz. Hier kann man mit dem profilierten Fixpunkt 8 einen gewollten Abstand zwischen den Wärmetauschermatten 1 ohne zusätzliche Hilfsmittel erreichen. Der lochmäßig ausgebildete Fixpunkt 9 kann Anwendung finden, indem durch Stehbolzen das Gewicht der Wärmetauschermatte 1 abgefangen wird und gleichzeitig auch eine gewollte Positionierung zwischen den Wärmetauschermatten 1 realisiert werden kann.
4 zeigt einen Abschnitt des aktiven Bereichs 2b der Wärmetauschermatte 1 mit 4 Stück Anschlüssen 5 einschließlich dem nicht profilierten Bereichen 6 zwischen den Anschlüssen 5. Das aufgezeigte Profil der Anschlüsse 5 wird durch die Folien 3a und 3b gebildet. Vom nicht profilierten Bereich 6 wird, wie die 4 zeigt, ein Teilbereich 14 abgetrennt. Diese Abtrennung ist notwendig, um die Anschlüsse 5 so zu bearbeiten, dass eine zuverlässige Verbindung mit den Versorgungseinrichtungen hergestellt werden kann.
Um die Anschlüsse 5 in der mechanischen Belastbarkeit zu verstärken, besteht die erfinderische Lösung darin, dass durch Erwärmungen des Innen- und Außendurchmessers der Anschlüsse 5 die Oberflächenspannung so erhöht wird, dass sich dadurch die Anschlüsse 5 in der Länge verkürzen und sich dadurch die Wanddicke verstärkt. Weiter kann der Innen- und Außendurchmesser der Anschlüsse 5 thermisch erhitzt und beim Abkühlen mittels eines Formwerkzeuges das gewollte Formprofil im Innen- und/oder Außendurchmesser erzeugt werden.
In 5 wird die Ausbildung von 3 Stück Anschlüssen mit dem Versorgungsteil, welches hier aus einem U-förmigen Profil 10 und einem Deckprofil 11 besteht, dargestellt.
Das Verbinden der Anschlüsse 5 der Wärmetauschermatte 1 mit dem Versorgungsteil, hier ein U-förmiges Profil 10 mit einem schraffiert gezeichneten Deckprofil 12, geschieht, indem die Anschlüsse 5 in das U-förmiges Profil 10 mit Anschlussöffnungen 11 versehenes Versorgungsteil so gesteckt werden, dass die Anschlüsse 5 die Wanddicke W des Versorgungsteiles nach innen überragen und der überragende Teil der Anschlüsse 5 durch ein entsprechend geformtes Heizgerät 13 flanschartig nach außen ausgeformt und der Flansch 15 auf der Innenseite des Versorgungsteils verschweißt wird. Verfahrenstechnisch geschieht dies, indem das Heizgerät 13 eine profilierte Form besitzt. Mit dieser Form wird der überragende Teil des Anschlusses durch die thermische Wirkung so nach außen ausgeformt, dass ein Flansch 15 entsteht. Die axiale Bewegung des Heizgerätes 13 erfolgt solange bis der Flansch 15 auf der Innenseite des U-förmigen Profils 10 aufliegt. Danach erfolgt keine axiale Bewegung des Heizgerätes 13 mehr. In der erreichten Stellung verharrt das Heizgerät 13 solange, bis Flansch 15 und der berührte Teil des U-förmigen Profils 10 für die Verschweißung entsprechend erwärmt sind. Danach wird schnell das thermische Heizgerät 13 aus der Position genommen und durch einen kühlen Profildorn ersetzt. Der Profildorn taucht mit seiner Profilform, die dem Heizgerät 13 entspricht, leicht in den Anschluss 5 ein. Der Profildorn führt eine weitere axiale Bewegung aus und drückt dadurch Flansch 15 und das U-förmiges Profil 10 so aufeinander, dass eine Verschweißung stattfindet. Nach diesem Verfahren kann ein Anschluss 5 aber auch mehrere Anschlüsse 5 gleichzeitig mit dem Versorgungsteil verschweißt werden.
Eine weitere vorteilhafte Lösung besteht darin, dass die Anschlüsse 5 in ein U-förmiges Profil 10 mit Anschlussöffnungen 11 versehenes Versorgungsteil so gesteckt werden, dass die Anschlüsse 5 die Wanddicke W des Versorgungsteiles nach Innen überragen und der überragende Teil der Anschlüsse 5 durch ein entsprechend geformtes thermisches Heizgerät 13 flanschartig nach Außen ausgeformt und danach an der Innenseite des Versorgungsteils aufgeklebt wird. Auch bei diesem Verfahren können einzelne oder mehrere Anschlüsse 5 mit dem Versorgungsteil verbunden werden.
Findet ein vorteilhaftes U-förmiges Profil 10 als Anschlussteil Verwendung, wird nachdem Verbinden mit den Anschlüssen 5 mit Hilfe eines Deckprofils 12 das U-förmige Profil 10 stoffschlüssig oder durch Kleben geschlossen.
Die Anschlüsse der Wärmetauschermatte 1 können im Versorgungsteil längs oder quer zur Strömungsrichtung des Fluids angeordnet werden.
Bezugszeichenliste

1: Wärmetauschermatte
2a: Inaktiver Teil der Wärmetauschermatte 1
2b: Aktiver Teil der Wärmetauschermatte 1
3a: eine Folie
3b: zweite Folie
4: Kapillarrohrlängs- und Kapillarrohrquerrohre
5: Anschlüsse
6: Nicht profilierter Bereich zwischen den Anschlüssen 5
7: Fixpunkt
8: Fixpunkt, profiliert
9: Fixpunkt, Lochung
10: U-förmiges Profil
11: Anschlussöffnung
12: Deckprofil
13: Heizgerät
14: Teilbereich des nicht profilierten Bereiches 6 zwischen den Anschlüssen 5
15: Flansch
16: durchströmbares Profil
W: Wanddicke

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4434387 [0003]
DE 4423765 [0003]
DE 102008034122 [0004]

Claims

Wärmetauschermatte (1), bestehend aus zwei miteinander aus Kunststoff bestehenden verbundenen Folien (3a, 3b), wobei mindestens eine Folie (3a oder 3b) durch Umformen oder, thermisches Profilieren zusammen mit der anderen Folie (3b oder 3a) ein durchströmbares Profil 16 aufweist und das Profil 16 aus netzartig miteinander verbundenen oder einzelnen Kapillarrohrlängs- und/oder Kapillarrohrquerrohren (4) besteht, durch welche ein kühlendes und/oder erwärmendes Fluid geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Folien (3a, 3b) beim Verarbeiten zwei Bereiche aufweisen und der eine Bereich, indem die Folien (3a, 3b) zur Bearbeitung fixierend eingespannt sind, der inaktive Teil (2a) der Wärmetauschermatte (1) ist und der andere Bereich, der als aktiver Teil (2b) der Wärmetauschermatte (1) bezeichnet wird und in der Anwendung die eigentliche Wärmetauschermatte (1) bildet und in diesem Bereich Kapillarrohrlängs- und Kapillarrohrquerohre (4) sowie Anschlüsse (5) angeordnet sind und dass die Wärmetauschermatte (1) im inaktiven Bereich (2a) und/oder im aktiven Bereichs (2b) Fixpunkte (7) aufweist, die durch profilierte Erhebungen (8) und/oder Lochungen (9) gebildet werden.
Wärmetauschermatte (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Verarbeitung der inaktive Teil (2a) der Wärmetauschermatte (1) den aktiven Teil (2b) der Wärmetauschermatte (1) ganz oder teilweise umhüllt und die beiden Folien (3a, 3b) jeweils die gleiche oder unterschiedliche Stärke besitzen und die Stärke in dem Maßbereich von 0,2 bis 0,8 mm liegt, vor dem Verbinden die Außenmaße des inaktiven Teils (2a) der Wärmetauschermatte (1) aufweisen, oder dass die beiden Folien (3a, 3b) aus Rollenmaterial bestehen und kurz vor oder beim Verbinden der beiden Folien (3a, 3b) einem Zuschnittvorgang unterliegen, durch den die Folien (3a, 3b) die Außenmaße des inaktiven Teils (2a) der Wärmetauschermatte (1) einnehmen, oder dass eine Folie (3a) vor dem Verbinden mit einer zweiten Folie (3b) die Außenmaße des inaktiven Teils der Wärmetauschermatte (2a) aufweist und die zweite Folie (3b) aus Rollenmaterial besteht und kurz vor oder beim Verbinden der beiden Folien (3a, 3b) einem Zuschnittvorgang unterliegen, durch den die Folie (3b) die Außenmaße des inaktiven Teils (2a) der Wärmetauschermatte (1) einnimmt.
Wärmetauschermatte (1) nach vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Folien (3a, 3b) aus gleichem oder unterschiedlichem Kunststoffmaterial bestehen oder dass die Folien (3a, 3b) aus gleichem oder unterschiedlichem Kunststoff bestehen, der weitgehend sauerstoffdiffussionsdicht ist.
Wärmetauschermatte (1) nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixpunkte (7) nicht den Durchfluss des Fluids in den Kapillarrohrlängs- und Kapillarrohrquerrohren (4) behindernd angeordnet sind und/oder dass die Fixpunkte (7) gezielt den Durchfluss des Fluides in den Kapillarrohrlängs- und/oder Kapillarrohrquerrohren (4) beeinflussend angeordnet sind.
Wärmetauschermatte (1) nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixpunkte (7) ein profiliertes Profil (8) aufweisen, welches bei der stapelnden Anordnung von Wärmetauschermatten (1) zu einem Wärmetauscher der gewollte Abstand zueinander von Wärmetauschermatte (1) zu Wärmetauschermatte (1) gewährleistet, und/oder die Fixpunkte (7) als Fixpunktlochung (9) ausgebildet sind und bei der stapelnden Anordnung von Wärmetauschermatten (1) zu einem Wärmetauscher der gewollte Abstand zueinander durch Hilfsmittel, wie Stehbolzen, Gewindestangen, Kunststoffprofilteile usw., von Wärmetauschermatte (1) zu Wärmetauschermatte (1) gewährleistet wird.
Wärmetauschermatte (1) nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich an zwei oder einer der vier Seiten der Wärmetauschermatte (1) die Anschlüsse (5) für den Durchfluss des Fluids befinden, dabei die Kapillarrohrlängs- und Kapillarrohrquerrohre (4) für den Zu- und Abfluss des Fluids jeweils so profiliert sind, dass maximal 10 Stück Anschlüsse (5) je Versorgungsart ausgebildet sind und dass wahlweise jeweils zwischen den Anschlüssen (10) ein nicht profilierter Bereich (6) angeordnet ist, der gleiche oder unterschiedliche Breiten annehmen kann.
Verfahren zur Herstellung einer Wärmetauschermatte (1), die durch zwei Folien (3a, 3b) nach vorhergehenden Ansprüchen gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteelemente innerhalb des Fertigungsprozesses klemmend oder durch Formschluss den inaktiven Teil (2a) der Wärmetauschermatte (1) haltend temporär angeordnet sind, wobei der Funktionsbereich der Halteelemente außerhalb des Werkzeugs für das Zusammenfügen der beiden Folien (3a, 3b) angesiedelt ist, und das Werkzeug für das Zusammenfügen der beiden Folien (3a, 3b) nur das Zusammenfügen der beiden Folien (3a, 3b) ausführen und/oder das Werkzeug für das Zusammenfügen der beiden Folien (3a, 3b) kann das Erzeugen der Kapillarrohrlängs- und/oder Kapillarrohrquerohre (4) sowie der Anschlüsse (10) bewirken und/oder das Werkzeug für das Zusammenfügen der beiden Folien (3a, 3b) kann das Zuschneiden der Folien (3a, 3b) auf die Größe des aktiven Teils der Wärmetauschermatte (2b) bewirken und/oder das Werkzeug für das Zusammenfügender beiden Folien (3a, 3b) kann die Fixpunkte (7) als profilierten Fixpunkt (8) oder Lochung (9) ausführen und/oder das Werkzeug für das Zusammenfügender beiden Folien (3a, 3b) kann alle aufgeführten Fertigungsschritte in Folge oder gleichzeitig oder teilweise gleichzeitig ausführen, wobei die Halteelemente mit dem Werkzeug für das Zusammenfügen zum Zeitpunkt des Bearbeitungsprozesses in Verbindung stehen können.
Verfahren zur Herstellung einer Wärmetauschermatte (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass auch weitere Fertigungsschritte mit dem Werkzeug für das Zusammenfügen der beiden Folien (3a, 3b) ausgeführt werden können, und die weiteren Fertigungsschritte in Folgeschritten oder gleichzeitig oder teilweise gleichzeitig zu anderen Fertigungsschritten mit dem Werkzeug für das Zusammenfügender beiden Folien (3a, 3b) ausgeführt werden.
Verfahren zur Herstellung einer Wärmetauschermatte (1) nach vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug zum Zusammenfügen der beiden Folien (3a, 3b) zur Wärmetauschermatte (1) Zonen zum Heizen und Kühlen enthält und die Zonen temperaturregelbar gestaltet sind, wobei entsprechend jeder Zone ein Messfühler auf die Reglung wirkend angeordnet ist.
Verfahren zur Herstellung einer Wärmetauschermatte (1) nach einigen vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass beide Folien (3a, 3b) eine thermische Behandlung erfahren und dabei eine Folie (3a oder 3b) oder beide Folien (3a, 3b) die Kapillarrohrform erhalten und nachfolgend ohne weitere thermische Behandlung die stoffschlüssige Verbindung der beiden Folien (3a, 3b) erfolgt oder dass eine Folie (3a oder 3b) oder beide Folien (3a, 3b) durch eine thermische Umformung die Kapillarrohrlängs- und/oder Kapillarrohrquerrohrform (4) erhalten und danach die Verbindung der beiden Folien (3a, 3b) durch Klebung erfolgt.
Verfahren zur Herstellung einer Wärmetauschermatte (1) nach vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Zusammenfügen der die Kapillarrohrlängs- und/oder Kapillarrohrquerrohre (4) und die Anschlüsse (5) bildenden Folien (3a, 3b) und dem Herstellen der Fixpunkte (7) der aktive Teil (2b) der Wärmetauschermatte (1), der die eigentliche Wärmetauschermatte (1) bildet, mit Hilfe eines Schnittwerkzeuges vom inaktiven Teil (2a) der Wärmetauschermatte (1) abgetrennt wird, oder dass gleichzeitig mit dem Abtrennen des inaktiven Teils (2a) der Wärmetauschermatte (1) auch der Teilbereich (14) vom nichtprofilierten Teil (6) zwischen den Anschlüssen (5) entfernt wird, oder dass das Abtrennen des inaktiven Teils (2a) der Wärmetauschermatte (1) und/oder dass das Abtrennen des Teilbereichs (14) vom nichtprofilierten Teil (6) zwischen den Anschlüssen (5) mittels eines thermischen Trennverfahrens, wie z. B. Lasern, Heizdrahtschneiden usw., geschieht.
Verfahren zur Herstellung einer Wärmetauschermatte (1) nach vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass durch Erwärmungen des Innen- und Außendurchmessers der Anschlüsse (5) die Oberflächenspannung so erhöht wird, dass sich die Anschlüsse (5) in der Länge verkürzen und sich dadurch die Wanddicke verstärkt und/oder kann bei Bedarf der Innen- und Außendurchmesser der Anschlüsse (5) thermisch erhitzt und beim Abkühlen mittels eines Formwerkzeuges das gewollte Formprofil von Innen- und/oder Außendurchmesser der Anschlüsse (5) erzeugt werden.
Verfahren zur Herstellung einer Wärmetauschermatte (1) nach vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse (5) in ein mit Anschlussöffnungen (11) versehenes Versorgungsteil gesteckt werden und in dieser Lage durch Kleben oder Schweißen mit dem Versorgungsteil verbunden werden.
Verfahren zur Herstellung einer Wärmetauschermatte (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse (5) in ein U-förmiges Profil (10) mit Anschlussöffnungen (11) versehenes Versorgungsteil so gesteckt werden, dass die Anschlüsse (5) die Wanddicke des Versorgungsteiles nach Innen überragen und der überragende Teil der Anschlüsse (5) durch ein entsprechend geformtes Heizgerät (13) flanschartig nach Außen ausgeformt und der Flansch (15) auf der Innenseite des Versorgungsteils verschweißt wird, bzw. dass die Anschlüsse (5) in ein U-förmiges Profil (10) mit Anschlussöffnungen (11) versehenes Versorgungsteil so gesteckt werden, dass die Anschlüsse (5) die Wanddicke des Versorgungsteiles nach Innen überragen und der überragende Teil der Anschlüsse (5) durch ein entsprechend geformtes Heizgerät (13) flanschartig nach Außen ausgeformt und anschließend auf der Innenseite des Versorgungsteils aufgeklebt wird und dass das U-förmige Profil (10) nach dem Verbinden mit den Anschlüssen (5) mittels eines Deckprofils (12) stoffschlüssig oder durch Kleben geschlossen wird.
Verfahren zur Herstellung einer Wärmetauschermatte (1) nach vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass nachträglich Fixpunkte (7) in den aktiven Teil (2b) der Wärmetauschermatte (1) eingebracht werden, indem mittels dem Durchlichtverfahren die eignete Position ermittelt, durch mechanische oder thermische Bearbeitung eine Lochung für den Fixpunkt (9) oder mittels thermische Umformung eine Profilform (8) erzeugt wird und bei Bedarf in der Umgebung des Fixpunktes (7) das Verbinden der beiden Folien (3a, 3b) unter thermischer Einwirkung plan erfolgt.