DE102014212085A1

DE102014212085A1 - Wärmetauscher für ein Haushaltsgerät, Verfahren zum Herstellen eines solchen sowie Haushaltsgerät mit einem solchen

Info

Publication number: DE102014212085A1
Application number: DE102014212085.3A
Authority: DE
Inventors: René Bedewitz; Martin Schubert; Frank Kohlrusch
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2014-06-24
Filing date: 2014-06-24
Publication date: 2015-12-24
Also published as: DE112015003020A5; WO2015197423A1

Abstract

Der erfindungsgemäße Wärmetauscher 1 ist für ein Haushaltsgerät W vorgesehen und weist ein Rohr 122 mit mehreren Rohrschleifen 123, 124 und einen Kühlkörper 143, in welchen das Rohr 122 eingesetzt ist, auf, wobei der Kühlkörper 143 teilweise von einer geschrumpften Schrumpffolie 3 bedeckt ist. Ein Haushaltsgerät W weist mindestens einen Wärmetauscher 1 auf. Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Herstellen eines Wärmetauschers 1, 11, 21, und weist mindestens die folgenden Schritte auf: Auflegen mindestens eines Zusatzelements 2 auf einen Kühlkörper 143, Umlegen von noch nicht geschrumpfter Schrumpffolie 3 um den Kühlkörper 143 so, dass das mindestens eine Zusatzelement 2 zumindest teilweise zwischen dem Kühlkörper 143 und der Schrumpffolie 3 angeordnet ist, Schrumpfen der Schrumpffolie 3 mittels einer Zufuhr thermischer Energie auf die Kontur des Kühlkörpers 143 so, dass das mindestens eine Zusatzelement 2 dazwischen klemmend gehalten wird. Die Erfindung betrifft auch ein Haushaltsgerät W mit einem solchen Wärmetauscher 1. Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft anwendbar auf Wäschetrocknungsgeräte W.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für ein Haushaltsgerät, aufweisend ein Rohr mit mehreren Rohrschleifen und einen Kühlkörper, in welchen das Rohr eingesetzt ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen eines Wärmetauschers. Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft anwendbar auf Wäschetrocknungsgeräte.
10A zeigt in Schrägansicht als Explosionsdarstellung einen herkömmlichen Wärmetauscher 101. 10B zeigt den Wärmetauscher 101 in Schrägansicht in einem zusammengebauten Zustand. Der Wärmetauscher 101 weist ein quaderförmiges Lamellenpaket 102, mehrere U-förmige Rohrschleifen 103, ein rückseitiges Sperrblech 104, ein vorderseitiges Sperrblech 105 sowie mehrere bogenförmige Rohrverbindungen 106 auf. Das Lamellenpaket 102 weist entlang seiner Längserstreckung (die hier mit einer x-Achse zusammenfällt) mehrere hintereinander angeordnete Lamellen (o. Abb.) auf, welche eine in einer dazu senkrechten (y, z)-Ebene ebene Grundform aufweisen. Die Lamellen sind metallische Blechteile, die miteinander fest verbunden sind, aber zwischen denen sich noch schlitzförmige Spalte (o. Abb.) befinden. Das Lamellenpaket 102 kann also parallel zu den Lamellen (parallel zu der (y, z)-Ebene) von Luft L durchströmt werden.
Die identisch ausgebildeten Lamellen weisen hier in Draufsicht entlang der Längserstreckung eine rechteckige Grundform auf, in welche mehrere Löcher 107 eingebracht sind. Die Sperrbleche 104 und 105 weisen entsprechende Löcher 108 auf. Die Löcher 107 und 108 bilden Durchführungen in dem Lamellenpaket 102 und den Sperrblechen 104 und 105 zur Durchführung gerader Rohrabschnitte 103a der Rohrschleifen 103. Die Rohrschleifen 103 werden durch das vorderseitige Sperrblech 105, das Lamellenpaket 102 und das rückseitige Sperrblech 104 eingeschoben, bis zumindest im Wesentlichen nur noch ihre bogenförmigen Verbindungsabschnitte 103b vorderseitig hervorstehen. Dann werden die U-förmigen Rohrschleifen 103 an ihren offenen Enden 103c mittels der bogenförmigen Rohrverbindungen 106 zu einem einzigen Kanal verbunden, z.B. verlötet. Auch können Einlass- und Auslassstutzen (o. Abb.) an den Enden des Kanals angebracht werden.
Ist der Wärmetauscher 101 beispielsweise in einem Wärmepumpen-Wäschetrockner (o. Abb.) verbaut, kann Kühlmittel oder Arbeitsmittel des Wärmepumpenkreislaufs durch den mittels der Rohrschleifen 103 und der Rohrverbindungen 106 gebildeten Kanals fließen und gleichzeitig Luft L (z.B. warme oder kalte Prozessluft) zwischen den Lamellen des Lamellenpakets 102 strömen. So kann ein Wärmeübertrag von der Luft L auf das Arbeitsmittel oder umgekehrt stattfinden. Der Wärmetauscher 101 mag als Verdampfer oder als Verflüssiger des Wärmekreislaufs dienen. Um eine effektiven Luftstrom durch zwei gegenüberliegende Flächen des Lamellenpakets 102 zu erreichen, typischerweise zwischen den beiden (links- und rechtsseitigen) Seitenflächen 111, sollten die anderen Außenflächen des Lamellenpakets 102 möglichst luftdicht sein, um einen Luftnebenstrom oder 'Bypass'-Luftstrom zu verhindern.
Eine Vorderseite 112 und eine Rückseite 113 des Lamellenpakets 102 sind durch die endständigen Lamellen und durch die Sperrbleche 104 und 105 abgedichtet. Lediglich durch schmale Ringspalte zwischen den geraden Rohrabschnitten 103a der Rohrschleifen 103 und den Löchern 107 und 108 kann Luft in geringem Maß austreten. Eine Oberseite 114 und eine Unterseite 115 des Lamellenpakets 102 sind dadurch abgedichtet, dass das Lamellenpaket 102 mit seiner Unterseite 115 auf einem geschlossenen Bodenbereich, z.B. eines den Wärmetauscher 101 umgebenden Wärmetauschergehäuses (o. Abb.) dicht aufliegt und auf seiner Oberseite 114 ein weiteres Bauteil dicht aufliegt, z.B. eine Decke des Wärmetauschergehäuses.
Die Sperrbleche 104 und 105 weisen jeweils seitliche, nach hinten bzw. nach vorne umgebogene Flanschbereiche 104a bzw. 105a auf, welche erstens einer Positionierung des Wärmetauschers 101 dienen und zweitens ein mögliches Vorbeiströmen von Luft um den Wärmetauscher 101 herum durch Anlage an z.B. dem Wärmetauschergehäuse verhindern.
Der Wärmetauscher 101 weist den Nachteil auf, dass er nur mit hohem Montageaufwand fertigbar ist.
In 11 ist als Explosionsdarstellung in Schrägansicht ein preisgünstiger erzeugbarer Wärmetauscher 121 gezeigt. Der Wärmetauscher 121 ist ähnlich zu dem Wärmetauscher 101 aufgebaut, weist aber nun ein mehrfach mäanderförmig gebogenes Rohr 122 auf.
12 zeigt den Wärmetauscher 121 in Schrägansicht in einem zusammengesetzten Zustand.
Das Rohr 122 weist in einer möglichen Betrachtungsweise mehrere geradlinige Rohrabschnitte 123 auf, welche durch bogenförmige Verbindungsabschnitte 124 miteinander verbunden sind. Die beiden offenen Enden 125 des Rohrs 122 können mit entsprechenden Anschlussstücken (o. Abb.) verbunden sein. Zwei geradlinige Rohrabschnitte 123 und mindestens ein sie verbindender Verbindungsabschnitt 124 können einen U-förmigen Rohrschleifenabschnitt bilden.
Das Rohr 122 kann in einer Variante einstückig durch Umformung eines zuvor geradlinigen Rohrs gleicher Länge erzeugt worden ist. Dadurch entfällt die Verbindung einzelner Rohrabschnitte 123 und 124. Alternativ mag das Rohr 122 aus mehreren zuvor separat hergestellten Rohrstücken oder Rohrabschnitten 123 und 124 zusammengesetzt worden sein. Dies ist herstellungstechnisch immer noch merklich einfacher als ein Zusammensetzen an einem Lamellenpaket.
Das Rohr 122 wird auch hier analog zum Wärmetauscher 101 in einen Kühlkörper in Form eines quaderförmigen Lamellenpakets 126 eingesetzt, kann jedoch nun nicht mehr wie beim Wärmetauscher 101 in Rundlöcher eingesteckt werden. Vielmehr muss jeder der U-förmigen Rohrschleifenabschnitte 123, 124 in Schlitze 128 in den einzelnen Lamellen 127 eingeschoben oder eingesetzt werden. Die Schlitze 128 bedingen vergleichsweise große Öffnungen in Längsrichtung des Wärmetauschers 121, wodurch sich ein nicht mehr vernachlässigbarer Luftnebenstrom aus einer Vorderseite 129 und einer Rückseite 130 des Lamellenpakets 126 ergibt.
In 13 ist als Explosionsdarstellung in Schrägansicht ein weiterer preisgünstig erzeugbarer Wärmetauscher 141 gezeigt. Der Wärmetauscher 141 ist ähnlich zu dem Wärmetauscher 121 aufgebaut, weist aber nun ein im ungebogenen Zustand in etwa doppelt so langes einstückiges, mehrfach mäanderförmig gebogenes Rohr 142 auf. Das Rohr 142 und damit auch der Wärmetauscher 141 sind dadurch doppelt so breit wie das Rohr 122 bzw. der Wärmetauscher 121. 14 zeigt den Wärmetauscher 141 in Schrägansicht in einem zusammengesetzten Zustand.
Die Bedeckung des Rohrs 142 mit Lamellen 127 geschieht durch eine Nebeneinanderanordnung zweier Lamellenpakete 126. Der Kühlkörper 143 weist in anderen Worten zwei Kühlkörperteile in Form gleich aufgebauter Lamellenpakete 126 auf. Die Lamellenpakete 126 werden durch das Rohr 142 zusammengehalten. Hierbei kann es auch zu einem Luftnebenstrom durch einen Spalt zwischen den beiden Lamellenpaketen 126 kommen. Um diesen Spalt zu vermindern, mögen durch jeweils eines der Lamellenpakete 126 geführte Rohrschleifenabschnitte 123 z.B. durch Kabelbinder zueinander hingezogen werden.
Die EP 2 358 937 B1 offenbart einen Kondensationstrockner mit einer Trocknungskammer für die zu trocknenden Gegenstände, einem Prozessluftkreis, einem Gebläse im Prozessluftkreis, einer Wärmepumpe, in der ein Kältemittel zirkuliert, mit einem Verdampfer, einem Kompressor, einer Drossel und einem Verflüssiger, wobei der Verdampfer und / oder der Verflüssiger ein Wärmetauscher mit ebenen Oberflächen ist, der mindestens ein endlos gefaltetes, abgeflachtes Rohr umfasst, das mehrere Reihen zueinander seitlich versetzter Mäanderstapel bildet.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine besonders einfache und preisgünstige Umsetzung einer Abdichtung eines Wärmetauschers in Bezug auf einen Luftnebenstrom bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Wärmetauscher für ein Haushaltsgerät, aufweisend ein Rohr mit mehreren Rohrschleifen und aufweisend einen Kühlkörper, in welchen das Rohr eingesetzt ist, wobei der Kühlkörper teilweise von einer geschrumpften Schrumpffolie bedeckt ist.
Dieser Wärmetauscher weist den Vorteil auf, dass die geschrumpfte Schrumpffolie fest auf den davon bedeckten Flächen des Wärmetauschers aufliegt und sie abdichtet. Insbesondere werden so auch Öffnungen, z.B. Schlitze oder Spalte, von der Schrumpffolie überwölbt, so dass ein freier Luftaustausch durch diese mit der Umgebung verhindert wird. Dies wiederum ermöglicht eine Nutzung von besonders preisgünstig herstellbaren und einfach montierbaren Kühlkörpern und/oder Rohren. Darüber hinaus kann die geschrumpfte Schrumpffolie dazu dienen, zwei oder mehr davon überdeckte Komponenten zusammenzuhalten, z.B. durch Formschluss und/oder Kraftschluss. Die Schrumpffolie ist preisgünstig beziehbar, einfach schrumpfbar sowie robust und langlebig ausgestaltbar.
Der Kühlkörper mag ein einteiliger oder ein mehrteiliger Kühlkörper sein. Der Kühlkörper mag insbesondere aus zwei oder mehr Segmenten oder Teilen bestehen.
Das Haushaltsgerät mag insbesondere ein Wäschepflegegerät sein, insbesondere ein Wäschetrocknungsgerät wie ein Wäschetrockner oder ein kombiniertes Wasch-/Trocknungs-Gerät (Waschtrockner).
Das Rohr mag ein einstückig (z.B. durch Rohrbiegen) hergestelltes Rohr sein oder mag ein aus mehreren zuvor separat hergestellten Teilen zusammengesetztes Rohr sein. Das Rohr mag insbesondere als Ganzes (ggf. noch ohne Anschlussstücke) in den Kühlkörper einführbar sein, was ein Zusammensetzen des Wärmetauschers erheblich vereinfacht. Das Rohr mag z.B. aus Aluminium und/oder Kupfer bestehen, wobei es beispielsweise sowohl Aluminiumabschnitte als auch Kupferabschnitte aufweisen mag.
Es ist noch eine Weiterbildung, dass das Rohr mittels der Rohrschleifen mäanderförmig verlaufend ausgestaltet ist. Dies ermöglicht eine besonders kompakte Bauform und effektive Wärmeübertragung.
Eine Rohrschleife mag mindestens zwei geradlinige Rohrabschnitte und einen sie verbindenden gebogenen Abschnitt ("Verbindungsabschnitt") aufweisen. Der Verbindungsabschnitt mag insbesondere ringförmig gebogen sein. Er mag insbesondere um 180° gebogen sein.
Es ist noch eine Weiterbildung, dass eine Rohrschleife zwei zumindest ungefähr parallel zueinander verlaufende gerade Rohrabschnitte aufweist, die durch den Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind. Das Rohr mag also insbesondere mehrere, insbesondere parallel angeordnete, gerade Rohrabschnitte aufweisen, welche vorderseitig und rückseitig durch gebogene Verbindungsabschnitte miteinander verbunden sind. In einer anderen Betrachtungsweise mag das Rohr mehrere, insbesondere parallel angeordnete, gerade U-förmige Rohrschleifen aufweisen, welche vorderseitig oder rückseitig durch gebogene Verbindungsabschnitte miteinander verbunden sind.
Dass der Kühlkörper teilweise von einer geschrumpften Schrumpffolie bedeckt ist, umfasst insbesondere, dass der Kühlkörper bis auf mindestens zwei Flächen (z.B. eine Lufteintrittsfläche und eine Luftaustrittsfläche) von der Schrumpffolie bedeckt ist. Diese nicht bedeckten Flächen können z.B. voneinander abgewandte Flächen sein, z.B. parallele Flächen eines rechteckigen oder quaderförmigen Kühlkörpers.
Die Schrumpffolie besteht typischerweise aus Kunststoff, beispielsweise aus Polyolefin(en), beispielsweise aus Polyethylen oder aus einem Kunststoffmix aus Polyethylen, Polypropylen und anderen Zutaten. Sie mag als bandförmige (Quasi-)Endlosrolle vorbestimmter Breite bereitgestellt werden. Anstelle einer bandförmigen Folie mag auch eine schlauchförmige Folie verwendet werden. Die Schrumpffolie mag z.B. um die gewünschten Flächen des Wärmetauschers herumgelegt werden, ggf. ausgeschnitten und an ihren freien Endbereichen zusammengeschweißt und folgend durch Wärmeeinwirkung, z.B. in einem Schrumpftunnel, geschrumpft werden.
Der Wärmetauscher mag genau eine Schrumpffolie aufweisen, was eine besonders einfache Herstellung ermöglicht. Der Wärmetauscher mag aber auch mehrere Schrumpffolien aufweisen, z.B. für einen besonders robusten Aufbau und/oder für eine besonders vielgestaltige Abdeckung. Die mehreren Schrumpffolien mögen sich zumindest teilweise überdecken oder mögen voneinander getrennt verlegt sein.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Kühlkörper mehrere Teile oder Kühlkörpersegmente aufweist, welche mittels mindestens einer gemeinsamen Schrumpffolie zusammengehalten werden. So wird eine besonders einfache, aber dennoch sichere Haltung der Kühlkörpersegmente zueinander erreicht. Ein solcher mehrteiliger Kühlkörper kann besonders vielgestaltig und/oder preisgünstig hergestellt werden. Eine besonders preisgünstige Herstellung ergibt sich bei einer Verwendung von Gleichteilen oder gleich ausgestalteten Kühlkörpersegmenten.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass mindestens ein Zusatzelement des Wärmetauschers mittels mindestens einer Schrumpffolie kraftschlüssig gehalten wird. Dies ist herstellungstechnisch besonders einfach und preisgünstig umsetzbar, beispielsweise im Vergleich zu einer Verschweißung oder Verklebung. Das mindestens eine Zusatzelement mag eine oder mehrere Funktionen übernehmen, z.B. eines Dichtelements, eines Abstandshalters, eines Befestigungsmittels, einer Transporthilfe usw. So ist es eine spezielle Ausgestaltung, dass mindestens ein Zusatzelement als ein Tragegriff und/oder als eine Positionierhilfe ausgebildet ist.
Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass mindestens ein Zusatzelement ein Flanschelement ist, welches in Bezug auf den Kühlkörper mindestens einen Flanschüberstand aufweist. Der Flanschüberstand stellt die Flanschfunktion bereit bzw. wirkt als Flansch. So lässt sich mindestens ein Flanschüberstand besonders einfach bereitstellen, z.B. zur Vermeidung von Luftnebenströmen, falls das Flanschelement als Dichtelement vorgesehen ist.
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass der Kühlkörper als mindestens ein Lamellenpaket mit parallel zueinander ausgerichteten, insbesondere ebenen Lamellen ausgebildet ist. Benachbarte Lamellen sind spaltbehaftet zueinander angeordnet, so dass Luft zwischen ihnen hindurchströmen kann. Ein solches Lamellenpaket ermöglicht einen besonders effektiven Wärmeübertrag. Die Lamellen mögen als Blechteile vorliegen, z.B. aus Stahl, Kupfer oder Aluminium. Die Lamellen sind insbesondere plattenförmig ausgebildet, beispielsweise mit einer in Draufsicht auf ihre Hauptfläche rechteckigen Grundform.
Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass das Lamellenpaket ein quaderförmiges Lamellenpaket ist, also eine quaderförmige Grundform aufweist. Dies ermöglicht eine besonders einfache Herstellung, insbesondere faltenfreie Belegung mit der Schrumpffolie, sowie Positionierung.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Rohrschleifen senkrecht zu den Lamellen durch ein zugehöriges Lamellenpaket hindurchgeführt sind. Dies unterstützt ebenfalls einen kompakten und effektiven Aufbau. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit sei im Folgenden diejenige Seite oder Seitenfläche eines Kühlkörpers, insbesondere Lamellenpakets, in welche das Rohr zuerst einführbar ist oder eingeführt wird, als "Rückseite" bezeichnet. Im eingeführten Zustand können Rohrabschnitte von der Rückseite vorstehen, insbesondere gebogene Verbindungsabschnitte. Es ist auch eine Weiterbildung, dass zuvor eingeführte Teile der Rohrschleifen, insbesondere gebogene Verbindungsabschnitte, an einer weiteren Seite oder Seitenfläche wieder aus dem Lamellenpaket herausstehen. Im Folgenden wird ohne Beschränkung der Allgemeinheit diese Seite oder Seitenfläche des Kühlkörpers, insbesondere Lamellenpakets als "Vorderseite" bezeichnet. Die Vorderseite und die Rückseite mögen als Stirnflächen bezeichnet werden.
Es ist auch eine Ausgestaltung, dass die Schrumpffolie Stirnflächen des mindestens einen Lamellenpakets, aus welchen die Rohrschleifen hervorstehen, sowie zwei zueinander gegenüberliegende, die Stirnflächen verbindende Flächen bedeckt.
Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass mindestens ein bandförmiges Flanschelement umlaufend um eine nicht von einer Schrumpffolie bedeckte, z.B. einer von Luft zu durchströmenden, Seitenfläche des Kühlkörpers, insbesondere Lamellenpakets, verläuft. Ein solches Flanschelement ermöglicht eine Bereitstellung eines Flanschüberstands und damit einer Flanschfunktion an allen Rändern der Seitenfläche des Kühlkörpers, z.B. oben, unten, vorne und hinten.
Es ist zudem eine Ausgestaltung, dass mindestens ein Flanschelement abschnittsweise zwischen zwei Lamellen eingesteckt ist. Dies ermöglicht eine besonders sichere Befestigung und zudem eine Verdreh- und Verkippsicherheit.
Es ist eine besondere Ausgestaltung davon, dass das Flanschelement so mit einem vorderseitigen, kammartigen Abschnitt zwischen die zwei Lamellen eingesteckt ist, dass zugehörige Zinken zwischen Rohrabschnitten, insbesondere geradlinigen Rohrabschnitten, hindurchführen. Dies ermöglicht eine genaue und spielarme Positionierung mittels einer einfachen Einsteckbewegung. Die Zinken mögen geradlinig ausgebildet sein. Benachbarte Zinken können insbesondere einen Abstand zueinander aufweisen, der einem Abstand zwischen zwei benachbarten geradlinigen Rohrabschnitten des Rohrs entspricht. Die Zinken werden insbesondere von einem sich dazu quer erstreckenden Flanschüberstand zusammengehalten. Die Flanschelemente können z.B. als Blechteile vorliegen. Ein solches Flanschelement mag beispielsweise teilweise von der Schrumpffolie überdeckt sein, z.B. an einem Rand des Flanschüberstands.
Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass mindestens ein Flanschelement so auf einer Seitenfläche des Kühlkörpers aufgelegt ist, dass es seitlich über diese Seitenfläche übersteht. Das Flanschelement mag die Seitenfläche des Kühlkörpers insbesondere vollständig überdecken. Der mindestens eine überstehende Bereich mag als Flanschüberstand dienen. Das Flanschelement mag einseitig oder beidseitig über diese Seitenfläche hinausragen. Diese Ausgestaltung ist besonders einfach umsetzbar, z.B. durch Auflegen eines einfachen plattenförmigen Flanschelements auf eine Seite oder Seitenfläche des Kühlkörpers.
Es ist auch noch eine Ausgestaltung, dass mindestens ein Zusatzelement aus Blech, Pappe oder Kunststoff besteht. So mag allgemein anstelle eines Blechelements ein Element aus Pappe oder Kunststoff verwendet werden.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines Wärmetauschers, aufweisend mindestens die folgenden Schritte: Auflegen mindestens eines Zusatzelements auf einen Kühlkörper so, dass ein Teilbereich davon über den Kühlkörper seitlich übersteht; Umlegen von noch nicht geschrumpfter Schrumpffolie um den Kühlkörper so, dass das mindestens eine Zusatzelement zumindest teilweise zwischen dem Kühlkörper und der Schrumpffolie angeordnet ist; und Schrumpfen der Schrumpffolie mittels einer Zufuhr thermischer Energie auf die Kontur des Kühlkörpers so, dass das mindestens eine Zusatzelement dazwischen klemmend gehalten wird. Das Verfahren kann analog zu dem Wärmetauscher ausgebildet werden und weist die gleichen Vorteile auf.
Es ist eine Ausgestaltung, dass vor oder nach dem Schrumpfen der Schrumpffolie der über den Kühlkörper seitlich überstehende Teilbereich des Zusatzteils zumindest teilweise umgebogen oder angewinkelt wird. Dies ermöglicht eine Bereitstellung mindestens einer Funktion (z.B. einer Flanschfunktion) auch bei einer Herstellung des Zusatzelements aus einem ebenen Teilzeug, z.B. einem ebenen Blech, einer ebenen Pappe oder einem ebenen Kunststoffblatt.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Haushaltsgerät mit mindestens einem Wärmetauscher wie oben beschrieben. Das Haushaltsgerät kann analog zu dem Wärmetauscher ausgebildet sein und weist die gleichen Vorteile auf.
Das Haushaltsgerät mag insbesondere ein Wäschepflegegerät sein, insbesondere ein Wäschetrocknungsgerät wie ein Wäschetrockner oder ein Waschtrockner. Es ist eine Weiterbildung, dass das Haushaltsgerät eine Wärmepumpe aufweist. Der Wärmetauscher mag insbesondere einen Teil der Wärmepumpe darstellen. Er mag beispielsweise als ein Verdampfer oder als ein Verflüssiger dienen, beispielsweise für einen Wärmeübertrag zwischen in dem Rohr geführtem Arbeitsmittel oder Kühlmittel der Wärmepumpe und durch den Kühlkörper strömender Luft, z.B. Prozessluft. Der Wärmetauscher ist dann insbesondere ein Luft/Fluid-Wärmetauscher.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird.
1 zeigt in Schrägansicht einen Wärmetauscher für ein Haushaltsgerät gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einem nicht-fertigen Herstellungszustand;
2 zeigt in Schrägansicht den Wärmetauscher gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel nach einem folgenden Herstellungsschritt;
3 zeigt in Schrägansicht den Wärmetauscher gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel nach noch einem folgenden Herstellungsschritt;
4 zeigt in Schrägansicht einen Wärmetauscher für ein Haushaltsgerät gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in einem nicht-fertigen Herstellungszustand;
5 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus 4 während eines folgenden Herstellungsschritts;
6 zeigt in Schrägansicht den Wärmetauscher gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel nach einem weiteren Herstellungsschritt;
7 zeigt in Schrägansicht den Wärmetauscher gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel nach noch einem folgenden Herstellungsschritt;
8 zeigt in Schrägansicht einen Wärmetauscher für ein Haushaltsgerät gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel in einem nicht-fertigen Herstellungszustand; und
9 zeigt in Schrägansicht einen Wärmetauscher für ein Haushaltsgerät gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel nach einem folgenden Herstellungsschritt.
1 zeigt in Schrägansicht einen Wärmetauscher 1 für ein Haushaltsgerät, z.B. einen Wärmepumpen-Wäschetrockner W, in einem noch nicht fertigen Herstellungszustand. Der Wärmetauscher 1 baut hier rein beispielhaft auf dem Wärmetauscher 141 auf und fügt ihm weitere Komponenten hinzu. In anderen Worten wird zur Herstellung des Wärmetauschers 1 zunächst der Wärmetauscher 141 in seinem zusammengebauten Zustand bereitgestellt.
Um seine von der Luft L zu durchströmenden Seiten oder Seitenflächen 111 ist jeweils randseitig ein als ein Flanschelement dienendes Band 2 als Zusatzelement herumgelegt worden, z.B. ein Metallband. Das Band 2 sitzt ein kurzes Stück auf den anderen Seitenflächen 114, 115, 129 und 130 auf und erstreckt sich bezüglich seiner Breite senkrecht zu der jeweils zugehörigen Seitenfläche 111. Das Band 2 steht also seitlich (in y-Erstreckung) über die Seitenflächen 114, 115, 129 und 130 vor. Dieser vorstehende Bereich des Bands 2 kann auch als ein Flanschüberstand 2a bezeichnet werden.
2 zeigt in Schrägansicht den Wärmetauscher 1 nach einem folgenden Herstellungsschritt, bei dem nun die nicht von der Luft L zu durchströmenden Seitenflächen 114, 115, 129 und 130 der Lamellenpakete 126 bzw. des Kühlkörpers 143 von einer Schrumpffolie 3 bedeckt sind. Diese mag beispielsweise mit Überstand zu der Rückseite 130 hin auf die Oberseite 114, dann auf die Vorderseite 129 und dann – wiederum mit Überstand zu der Rückseite 130 hin – auf die Unterseite 115 aufgelegt worden sein. Die Schrumpffolie 3 ist so breit, dass sie zumindest auch den Teil des Bands 2 überdeckt, welcher auf dem Kühlkörper 143 aufliegt, in dem gezeigten Ausführungsbeispiel das Band 2 einschließlich des Flanschüberstands 2a ganz überdeckt. An der Rückseite 130 werden die Endbereiche der Schrumpffolie 3 zusammengeführt und verbunden, so dass auch die Rückseite 130 davon bedeckt ist, ggf. mit Ausnahme der Anschlussabschnitte 125 des Rohrs 142. Die Anschlussabschnitte 125 mögen beispielsweise seitlich von der Schrumpffolie 3 umwickelt sein oder mögen durch Ausschnitte in der Schrumpffolie 3 hindurchgeführt sein. Alternativ mag eine Schrumpffolie verwendet werden, die in Bezug auf die durch die Luft L zu durchströmenden Seitenflächen 111 offen ist. Hierbei brauchen nur für die Anschlussabschnitte 125 passende Öffnungen eingebracht zu werden.
3 zeigt in Schrägansicht den Wärmetauscher 1 nach noch einem folgenden Herstellungsschritt, in dem die Schrumpffolie 3 durch Wärmeeinwirkung geschrumpft worden ist. Dadurch drückt die Schrumpffolie 3 fest auf die Seitenflächen 114, 115, 129 und 130 und dichtet sie ab. Insbesondere werden so auch die Schlitze 128 von der Schrumpffolie 3 überwölbt, so dass ein freier Luftaustausch mit der Umgebung verhindert wird. Zudem wird so auch der Spalt zwischen den Lamellenpaketen 126 abgedichtet. Darüber hinaus dient die geschrumpfte Schrumpffolie 3 dazu, die beiden Lamellenpakete 126 zusammenzuhalten, z.B. durch Formschluss und Kraftschluss an den bogenförmigen Verbindungsabschnitten 124 des Rohrs 142, welche aus der Vorderseite 129 und der Rückseite 130 herausragen, und/oder durch Eingriff in Vorsprünge und/oder Rücksprünge in Rändern der Lamellen 127. Diese Vorteile werden unabhängig davon erreicht, ob ein Zusatzelement wie das Band 2 vorhanden ist.
Die geschrumpfte Schrumpffolie 3 hält außerdem das Band 2 kraftschlüssig bzw. in einer Presspassung fest an dem jeweiligen Lamellenpaket 126. Dies ist herstellungstechnisch besonders einfach und preisgünstig umsetzbar, beispielsweise im Vergleich zu einer Verschweißung oder Verklebung.
Der Wärmetauscher 1 mag nun fertig sein, oder er mag mittels noch weiterer Schritte bearbeitet werden. Beispielsweise mag der umlaufende Flanschbereich 2a an seinen Ecken zusammen mit der darauf aufliegenden Schrumpffolie 3 aufgeschnitten werden, um Abschnitte davon (insbesondere gerade Abschnitte) abzuwinkeln, z.B. vorderseitig oder rückseitig. Dadurch können diese Abschnitte des Flanschbereichs 2a ähnlich zu den Flanschbereichen 104a bzw. 105a der Sperrbleche 104 und 105 des Wärmetauschers 1 ausgebildet werden. Auf Sperrbleche kann hingegen verzichtet werden.
4 zeigt in Schrägansicht einen Wärmetauscher 11 für ein Haushaltsgerät für ein Haushaltsgerät, z.B. einen Wärmepumpen-Wäschetrockner W, in einem noch nicht fertigen Herstellungszustand. Der Wärmetauscher 11 baut ähnlich zu dem Wärmetauscher 1 auf dem Wärmetauscher 141 auf und fügt ihm weitere Komponenten hinzu, nämlich zwei kammförmige Flanschelemente 12 und die Schrumpffolie 3 (siehe 6).
Die kammförmigen Flanschelemente 12 weisen einen vorderseitigen Einführungsabschnitt 13 mit mehreren, parallel angeordneten flachen Zinken 14 auf. Die Zinken 14 sind geradlinig stabförmig ausgebildet. Benachbarte Zinken 14 weisen einen Abstand zueinander auf, der einem Abstand zwischen geradlinigen Rohrabschnitten 123 des Rohrs 142 entspricht. Die Zinken 14 werden von einem sich dazu quer erstreckenden Flanschüberstand 15 zusammengehalten. Die Flanschelemente 12 können z.B. als Blechteile vorliegen.
Die hier sieben Zinken 14 können also zwischen den auf einer gleichen Höhe liegenden geradlinigen Rohrabschnitte 123 des Rohrs 142 und die Lücken 16 eingeführt werden, und zwar maximal bis der Flanschüberstand 15 auf das Rohr 142 trifft. Wie in 5 gezeigt, werden die Zinken 14 zwischen die ersten beiden Lamellen 127 der Vorderseite 129 und der Rückseite 130 (o. Abb.) hindurchgeführt. Dadurch werden die kammförmigen Flanschelemente 12 gegen Drehung und Verkippung gesichert.
6 zeigt in Schrägansicht den Wärmetauscher 11 nach einem folgenden Herstellungsschritt eines Umlegens und Schrumpfens einer Schrumpffolie 3 analog zu 2. Hierbei werden die Flanschüberstände 15 nur an einem schmalen Rand von der Schrumpffolie 3 überdeckt. Der größte Teil der beiden seitlich über das Lamellenpaket 126 herausstehenden Flanschüberstände 15 bleibt frei. Die geschrumpfte Schrumpffolie 3 kann die beiden äußeren Lamellen 127, zwischen denen die Zinken 14 eingeführt sind, zusammendrücken und so die kammförmigen Flanschelemente 12 dazwischen einklemmen. Alternativ oder zusätzlich werden die kammförmigen Flanschelemente 12 an dem von der Schrumpffolie 3 überdeckten schmalen Rand der Flanschüberstände 15 gegen die jeweils zweitäußerste Lamelle 127 gedrückt und so in einer Klemmpassung gehalten.
7 zeigt den Wärmetauscher 11 nach noch einem folgenden Herstellungsschritt, bei dem nun die Flanschüberstände 15 nach außen in Längserstreckung des Wärmetauschers 11 umgebogen worden sind. So sind sie analog zu den Flanschüberständen 104a und 105b angeordnet und können einen Luftstrom an dem Wärmetauscher 11 vorbei verhindern. Der Wärmetauscher 11 mag nun fertig sein.
8 zeigt in Schrägansicht einen Wärmetauscher 21 für ein Haushaltsgerät für ein Haushaltsgerät, z.B. einen Wärmepumpen-Wäschetrockner W, in einem noch nicht fertigen Herstellungszustand. Der Wärmetauscher 11 baut ähnlich zu dem Wärmetauscher 1 auf dem Wärmetauscher 141 auf und fügt ihm weitere Komponenten hinzu, nämlich zwei Bleche ("Flanschbleche" 22) und die Schrumpffolie 3. Die Flanschbleche 22 liegen auf der Oberseite 114 bzw. auf der Unterseite des Kühlkörpers 143 auf und stehen mit ihren Flanschüberständen 23 seitlich über den Kühlkörper 143 bzw. dessen Seitenflächen 111 hinaus. In Längserstreckung nehmen sie zumindest ungefähr die Länge des Kühlkörpers 143 bzw. der Lamellenpakete 126 ein.
9 zeigt in Schrägansicht den Wärmetauscher 21 nach einem folgenden Herstellungsschritt, bei dem eine Schrumpffolie 3 analog zu 2 aufgebracht und danach geschrumpft worden ist. Die Schrumpffolie 3 hält die Flanschbleche 22 dadurch auf dem Kühlkörper 143 fest. Sie überdeckt hier rein beispielhaft auch die Flanschüberstände 23.
Die Flanschüberstände 23 können in einem weiteren Schritt umgebogen werden.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt.
Allgemein kann unter "ein", "eine" usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von "mindestens ein" oder "ein oder mehrere" usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck "genau ein" usw.
Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.
Bezugszeichenliste

1: Wärmetauscher
2: Band
2a: Flanschüberstand
3: Schrumpffolie
11: Wärmetauscher
12: Flanschelement
13: vorderseitiger Einführungsabschnitt
14: flacher Zink
15: Flanschüberstand
16: Lücke
21: Wärmetauscher
22: Flanschblecht
23: Flanschüberstand
101: Wärmetauscher
102: Lamellenpaket
103: Rohrschleife
103a: Rohrabschnitt
103b: Verbindungsabschnitt
103c: offenes Ende
104: Rückseitiges Sperrblech
104a: Flanschbereiche des rückseitigen Sperrblechs
105: Vorderseitiges Sperrblech
105a: Flanschbereiche des vorderseitigen Sperrblechs
106: Bogenförmige Rohrverbindung
107: Loch
108: Loch
111: Seitenfläche
112: Vorderseite des Lamellenpakets
113: Rückseite des Lamellenpakets
114: Oberseite des Lamellenpakets
115: Unterseite des Lamellenpakets
121: Wärmetauscher
122: Rohr
123: U-förmiger Rohrschleifenabschnitt
124: Bogenförmiger Verbindungsabschnitt
125: Anschlussabschnitt
126: Lamellenpaket
127: Lamelle
128: Schlitz
129: Vorderseite des Lamellenpakets
130: Rückseite des Lamellenpakets
141: Wärmetauscher
142: Rohr
143: Kühlkörper
L: Luft
W: Wärmepumpen-Wäschetrockner
x: x-Achse
y: y-Achse
z: z-Achse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2358937 B1 [0015]

Claims

Wärmetauscher (1; 11; 21) für ein Haushaltsgerät (W), aufweisend – ein Rohr (122) mit mehreren Rohrschleifen (123, 124) und – einen Kühlkörper (143), in welchen das Rohr (122) eingesetzt ist, wobei – der Kühlkörper (143) teilweise von einer geschrumpften Schrumpffolie (3) bedeckt ist.
Wärmetauscher (1; 11; 21) nach Anspruch 1, wobei der Kühlkörper (143) mehrere Kühlkörpersegmente (126) aufweist, welche mittels mindestens einer gemeinsamen Schrumpffolie (3) zusammengehalten werden.
Wärmetauscher (1; 11; 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Zusatzelement (2; 12; 22) des Wärmetauschers (1; 11; 21) mittels mindestens einer Schrumpffolie (3) kraftschlüssig gehalten wird.
Wärmetauscher (1; 11; 21) nach Anspruch 3, wobei mindestens ein Zusatzelement (2; 12; 22) ein Flanschelement ist, welcher in Bezug auf den Kühlkörper (143) mindestens einen Flanschüberstand (2a; 15; 23) aufweist.
Wärmetauscher (1; 11; 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – der Kühlkörper (143) als mindestens ein Lamellenpaket (126) mit parallel zueinander ausgerichteten, ebenen Lamellen (127) ausgebildet ist, – die Rohrschleifen (123, 124) senkrecht zu den Lamellen (127) durch ein zugehöriges Lamellenpaket (126) hindurchgeführt sind und – die Schrumpffolie (3) Stirnflächen (129, 130) des mindestens einen Lamellenpakets (126), aus welchen die Rohrschleifen (123, 124) hervorstehen, sowie zwei zueinander gegenüberliegende, die Stirnflächen (129, 130) verbindende Seitenflächen (114, 115) bedeckt.
Wärmetauscher (1; 11; 21) nach Anspruch 5, wobei das Lamellenpaket (126) ein quaderförmiges Lamellenpaket ist.
Wärmetauscher (1) nach Anspruch 4 und einem der Ansprüche 5 und 6, wobei mindestens ein bandförmiges Flanschelement (2) umlaufend um eine nicht von einer Schrumpffolie (3) bedeckte Seitenfläche (111) verläuft.
Wärmetauscher (11) nach Anspruch 4 und einem der Ansprüche 5 und 6, wobei mindestens ein Flanschelement (12) abschnittsweise zwischen zwei Lamellen (127) eingesteckt ist.
Wärmetauscher (11) nach Anspruch 8, wobei das Flanschelement (12) so mit einem vorderseitigen, kammartigen Abschnitt (13, 14) zwischen die zwei Lamellen (127) eingesteckt ist, dass zugehörige Zinken (14) durch zwischen geradlinigen Rohrabschnitten (123) hindurchführen.
Wärmetauscher (21) nach Anspruch 4 und einem der Ansprüche 5 und 6, wobei mindestens ein Flanschelement (22) so auf einer Seitenfläche (114, 115) aufgelegt ist, dass er seitlich über diese Seitenfläche (114, 115) übersteht.
Wärmetauscher (1; 11; 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Zusatzelement (2; 12; 22) aus Blech, Pappe oder Kunststoff besteht.
Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Zusatzelement als ein Tragegriff und/oder als eine Positionierhilfe ausgebildet ist.
Verfahren zum Herstellen eines Wärmetauschers (1; 11; 21), aufweisend mindestens die folgenden Schritte: – Auflegen mindestens eines Zusatzelements (2; 12; 22) auf einen Kühlkörper (143), – Umlegen von noch nicht geschrumpfter Schrumpffolie (3) um den Kühlkörper (143) so, dass das mindestens eine Zusatzelement (2; 12; 22) zumindest teilweise zwischen dem Kühlkörper (143) und der Schrumpffolie (3) angeordnet ist, – Schrumpfen der Schrumpffolie (3) mittels einer Zufuhr thermischer Energie auf die Kontur des Kühlkörpers (143) so, dass das mindestens eine Zusatzelement (2; 12; 22) dazwischen klemmend gehalten wird.
Haushaltsgerät (W) mit mindestens einem Wärmetauscher (1; 11; 21) nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
Haushaltsgerät (W) nach Anspruch 14, wobei der Wärmetauscher (1; 11; 21) einen Teil einer Wärmepumpe des Haushaltsgeräts (W) darstellt.