-
Stand der Technik
-
Die Erfindung betrifft eine Endkappe für einen Wärmetauscher, einen Wärmetauscher und ein Verfahren zur Montage eines Wärmetauschers.
-
Es sind bereits Wärmetauscher für Heizungsanlagen bekannt.
-
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, einen kostengünstigen, an unterschiedliche Anforderungen anpassbaren Wärmetauscher bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
-
Vorteile der Erfindung
-
Die Erfindung betrifft eine Endkappe für ein Wärmetauscherrohr oder ein Rohrbündel eines Wärmetauschers, mit einem einstückig ausgeführten Grundgehäuse, das einen ersten Fluidraum aufweist, der zur Führung eines ersten Fluids vorgesehen ist, und mit einem zweiten Fluidraum, der zur Führung eines zweiten Fluids vorgesehen ist. Durch ein einstückig ausgebildetes Grundgehäuse mit zwei Fluidräumen kann eine Endkappe bereitgestellt werden, die einen vorteilhaften Aufbau eines Wärmetauschers ermöglicht. Durch das einstückig ausgeführte Grundgehäuse kann die Endkappe konstruktiv besonders einfach ausgebildet werden. Indem das Grundgehäuse dazu vorgesehen ist, eine Fluidführung für das erste Fluid und eine Fluidführung für das zweite Fluid auszubilden, kann die Endkappe vorteilhaft dazu genutzt werden, den Wärmetauscher in eine Heizungsanlage mit einer Wärmequelle, wie insbesondere einem Blockheizkraftwerk, und einem Heizkreis zu integrieren. Insbesondere kann die Endkappe durch die einstückige Ausgestaltung des Grundgehäuses einfach für einen modularen Aufbau des Wärmetauschers vorgesehen werden, wodurch ein kostengünstiger, an unterschiedliche Anforderungen anpassbarer Wärmetauscher bereitgestellt werden kann. Unter einer „Endkappe, die für ein Wärmetauscherrohr oder ein Rohrbündel vorgesehen ist“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Endkappe wahlweise zur Anbindung eines einzelnen Wärmetauscherrohrs oder eines Rohrbündels mit einer Mehrzahl von Wärmetauscherrohen vorgesehen ist, ohne dass Änderungen an dem Grundgehäuse notwendig sind. Weiter soll unter einem „Fluidraum“ insbesondere ein Raum verstanden werden, der zumindest in einem Betrieb von dem Fluid durchströmt wird. Unter „einstückig“ soll insbesondere zumindest stoffschlüssig verbunden verstanden werden, beispielsweise durch einen Schweißprozess, einen Klebeprozess, einen Anspritzprozess und/oder einen anderen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Prozess. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden.
-
Es wird vorgeschlagen, dass die Endkappe eine Längserstreckungsrichtung aufweist, entlang der die Fluidräume axial hintereinander angeordnet sind. Durch Anordnung der Fluidräume hintereinander kann eine strömungstechnische Anbindung der Wärmetauscherrohre besonders vorteilhaft realisiert werden. Unter einer „Längserstreckungsrichtung“ soll dabei insbesondere eine Erstreckung entlang einer ausgezeichneten Achse, insbesondere entlang einer Haupterstreckungsebene der Endkappe, verstanden werden. Unter einer „Haupterstreckungsebene“ der Endkappe soll insbesondere eine Ebene verstanden werden, welche parallel zu einer größten Seitenfläche eines kleinsten geometrischen Quaders orientiert ist, welcher die Endkappe gerade noch vollständig umschließt.
-
Vorteilhaferweise umfasst die Endkappe einen die zumindest zwei Fluidräume strömungstechnisch voneinander trennenden Zwischenflansch, der getrennt von dem Grundgehäuse ausgebildet ist. Durch einen von dem Grundgehäuse getrennt ausgebildeten Zwischenflansch kann die Endkappe einfach hergestellt werden. Insbesondere ist es dadurch möglich, das Grundgehäuse als ein Kunststoffbauteil auszubilden, vorzugsweise als ein Press-, Spritz- und/oder Gussbauteil. Unter einem „Zwischenflansch“ soll dabei insbesondere ein in das Grundgehäuse eingesetzter Flansch verstanden werden, der dazu vorgesehen ist, einen von dem Grundgehäuse umspannten Innenraum in die zwei Fluidräume zu unterteilen.
-
Besonders bevorzugt ist der Zwischenflansch zur Anbindung des Wärmetauscherrohrs oder des Rohrbündels vorgesehen. Indem der Zwischenflansch zur Anbindung des Wärmetauscherrohrs oder des Rohrbündels vorgesehen ist, kann lediglich durch Austausch des Zwischenflansches die Endkappe für unterschiedliche Anzahlen von Wärmetauscherrohren angepasst werden. Vorzugsweise ist der Zwischenflansch ein einfach herzustellendes Bauteil. Die Endkappe kann dadurch ohne hohen Aufwand und/oder ohne hohe Kosten an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden.
-
Weiter wird vorgeschlagen, dass das Grundgehäuse zumindest eine dem ersten Fluidraum zugeordnete erste Aussparung und zumindest eine dem zweiten Fluidraum zugeordnete zweite Aussparung aufweist, die zur Einleitung und/oder Ausleitung der Fluide vorgesehen sind. Dadurch kann der Wärmetauscher einfach in die Heizungsanlage integriert werden.
-
Bevorzugt weist das Grundgehäuse eine Mantelfläche auf, in die die Aussparungen eingebracht sind. Dadurch kann das Grundgehäuse konstruktiv besonders einfach ausgebildet werden, da durch eine solche Ausgestaltung die entlang der Längserstreckungsrichtung hintereinander angeordneten Fluidräume einfach strömungstechnisch mit weiteren fluidführenden Bauteilen, wie beispielsweise Fluidleitungen, verbunden werden können. Unter einer „Mantelfäche“ soll dabei insbesondere eine Fläche verstanden werden, deren Oberflächennormalen senkrecht zu der Längserstreckungsrichtung orientiert sind. Vorzugsweise ist die Mantelfläche zylinderförmig. Unter einer „Stirnseite“ soll im Folgenden insbesondere eine von zwei parallel zueinander orientierten Seiten des Grundgehäuses verstanden werden, deren Oberflächennormalen parallel zu der Längserstreckungsrichtung orientiert sind.
-
In einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass die Endkappe zumindest eine weitere Aussparung, die der ersten Aussparung gegenüber liegt, und/oder zumindest eine weitere Aussparung, die der zweiten Aussparung gegenüber liegt, aufweist. Durch gegenüberliegende Aussparungen, die dem gleichen Fluidraum zugeordnet sind, können mehrere Endkappen strömungstechnisch einfach miteinander verbunden werden. Weist die Endkappe für jeden Fluidraum zwei oder mehr Aussparungen auf, können zwei der Endkappen hinsichtlich beider Fluidführungen miteinander verbunden werden. Mehrere Endkappen können dadurch einfach in Reihe geschaltet werden. Eine Dimensionierung des Wärmetauschers kann einfach an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden.
-
Vorzugsweise sind die zumindest zwei Aussparungen als Verbindungsflansche ausgebildet, die in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind. Dadurch können benachbarte Endkappen besonders einfach miteinander verbunden werden. Insbesondere ist eine Ausgestaltung denkbar, in der die Endkappen direkt miteinander verbunden werden können, ohne dass beispielsweise Fluidleitungen zwischen den Endkappen vorgesehen werden müssen. Unter „in einer gemeinsamen Ebene angeordneten Verbindungsflansche“ soll dabei insbesondere verstanden werden, dass die Verbindungsflansche eine gemeinsame Montagerichtung aufweisen und zumindest eine senkrecht zu dieser Montagerichtung orientierte Schnittebene existiert, die die Verbindungsflansche schneidet.
-
Weiter wird ein Wärmetauscher mit zumindest einer Wärmetauschereinheit, die zumindest zwei erfindungsgemäße Endkappen und zumindest ein Wärmetauscherrohr und/oder Rohrbündel, das zwischen den zumindest zwei Endkappen angeordnet ist, aufweist, vorgeschlagen.
-
Weist die Wärmetauschereinheit ein zwischen den zwei Endkappen angeordnetes Fluidgehäuse auf, kann einfach die weitere Fluidführung ausgebildet werden. Somit kann ein konstruktiv einfacher Wärmetauscher mit zwei Fluidführungen bereitgestellt werden, der durch die Ausgestaltung der Endkappe einfach an unterschiedliche Anforderungen anpassbar ist.
-
Vorzugsweise durchsetzt das Wärmetauscherrohr und/oder das Rohrbündel das Fluidgehäuse. Dadurch kann ein konstruktiv besonders einfacher Wärmetauscher realisiert werden.
-
Zudem wird vorgeschlagen, dass der Wärmetauscher zumindest eine weitere Wärmetauschereinheit aufweist, die strömungstechnisch mit der ersten Wärmetauschereinheit verbunden ist. Dadurch kann ein Wärmetauscher bereitgestellt werden, der je nach Verschaltung der Wärmetauschereinheiten einen höhere Durchsatz oder eine längere Wärmeaustauschstrecke aufweist.
-
Außerdem ist es vorteilhaft, wenn der Wärmetauscher zumindest eine Blende aufweist, die dazu vorgesehen ist, eine Aussparung von zumindest einer der Endkappen zu verschließen. Dadurch kann die Endkappe konstruktiv für unterschiedliche strömungstechnische Anbindungen vorgesehen werden, beispielsweise für eine parallele Verbindung von Wärmetauschereinheiten, eine Verbindung der Wärmetauschereinheiten in Reihe oder eine Anbindung von Fluidleitungen. Die Blende kann dann dazu vorgesehen werden, ungenutzte Aussparungen zu verschließen. Dadurch können unterschiedliche Wärmetauscher mit einer hohen Bauteilgleichheit hergestellt werden.
-
Zeichnungen
-
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
-
In der Zeichnungsbeschreibung sind analog zueinander ausgestaltete Bauteile mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. Eine Beschreibung solcher Bauteile ist, sofern nicht explizit auf Unterschiede verwiesen wird, analog auf sämtliche Bauteile mit dem gleichen Bezugszeichen übertragbar. Für eine Unterscheidung der Bauteile in den Zeichnungen und der Zeichnungsbeschreibung weisen die Bezugszeichen, sofern notwendig, zusätzlich ein Hochkomma auf.
-
Es zeigen:
-
1 einen Wärmetauscher mit geöffnetem Gehäuse,
-
2 den Wärmetauscher aus 1, wobei eine Verschaltung von Wärmetauschereinheiten des Wärmetauschers dargestellt ist,
-
3 eine Endkappe des Wärmetauschers in einer perspektivischen Darstellung,
-
4 ein Rohrbündel der ersten Wärmetauschereinheit,
-
5 ein von dem Rohrbündel der ersten Wärmetauschereinheit sich unterscheidendes Rohrbündel der zweiten Wärmetauschereinheit,
-
6 die Endkappe der ersten Wärmetauschereinheit in einer teilweisen Schnittdarstellung,
-
7 eine Endkappe der zweiten Wärmetauschereinheit in gleicher Darstellung,
-
8 die Endkappe aus 6 in einer ersten Schnittebene und
-
9 die Endkappe aus 6 in einer zweiten Schnittebene.
-
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
-
Die 1 bis 9 zeigen einen Wärmetauscher. Der Wärmetauscher ist als Abgaswärmetauscher ausgebildet. Er ist für eine Verwendung in einer ortsfesten Heizungsanlage, beispielsweise zur Heizung eines Gebäudes, vorgesehen. Der Wärmetauscher umfasst eine erste Fluidführung 27 und eine von der ersten Fluidführung 27 strömungstechnisch getrennte zweite Fluidführung 28. Die erste Fluidführung 27 ist zur Führung eines abzukühlenden Fluids vorgesehen. Die zweite Fluidführung 27 ist zur Führung eines zu erwärmenden Fluids vorgesehen. In dem Wärmetauscher sind die erste Fluidführung 27 und die zweite Fluidführung 28 thermisch miteinander gekoppelt, um eine von dem ersten Fluid geführte Wärmeenergie auf das zweite Fluid zu übertragen (vgl. 2).
-
In der dargestellten Ausgestaltung als Abgaswärmetauscher ist die erste Fluidführung 27 als eine Abgasführung ausgebildet. Die zweite Fluidführung 28 ist als eine Wasserführung ausgebildet. Der Wärmetauscher ist an ein nicht näher dargestelltes Blockheizkraftwerk angebunden, in der ein Brennstoff, wie beispielsweise Öl, Gas oder Holz, verbrannt wird. Ein bei einer Verbrennung des Brennstoffs entstehendes Abgas bildet das abzukühlende Fluid. Das zweite Fluid kann beispielsweise Wasser aus einem Heizkreis der Heizungsanlage sein. Grundsätzlich kann der Wärmetauscher aber auch mit anderen Fluiden eingesetzt werden.
-
Der Wärmetauscher umfasst ein Gehäuse 29 und eine Mehrzahl von in dem Gehäuse 29 angeordneten Wärmetauschereinheiten 24, 24’. Grundsätzlich kann der Wärmetauscher mehr als die zwei dargestellten Wärmetauschereinheiten 24, 24’ aufweisen. Die Wärmetauschereinheiten 24, 24’ können grundsätzlich parallel oder in Reihe geschaltet werden, wobei es auch denkbar ist, einen Teil der Wärmetauschereinheiten 24, 24’ parallel zu schalten und einen Teil der Wärmetauschereinheiten 24, 24’ in Reihe zu schalten. Der Wärmetauscher kann alternativ auch nur eine einzige Wärmetauschereinheit 24 aufweisen. Die Wärmetauschereinheiten 24, 24’ sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in Reihe geschaltet. Die Wärmetauschereinheiten 24, 24’ sind jeweils analog ausgebildet. Im Folgenden wird daher lediglich eine der Wärmetauschereinheiten 24, 24’ beschrieben. Die Beschreibung der Wärmetauschereinheit 24 ist analog auf die zweite Wärmetauschereinheit 24’ übertragbar.
-
Die Wärmetauschereinheit 24 umfasst zwei Endkappen 10, 10’ und ein zwischen den Endkappen 10, 10’ angeordnetes Rohrbündel (vgl 3–7). Das Rohrbündel umfasst eine Mehrzahl von Wärmetauscherrohren 11. Die Endkappen 10, 10’ sind dazu vorgesehen, den Wärmetauscher an das Blockheizkraftwert oder eine andere Wärmequelle und den Heizkreis anzubinden. In der Wärmetauschereinheit 24 sind die Fluidführungen 27, 28 thermisch miteinander gekoppelt. Beide Endkappen 10, 10’ sind für eine Ein- oder Ausleitung der Fluide vorgesehen. Die Wärmetauschereinheit 24 ist dabei für ein Gegenstromverfahren vorgesehen. Das erste Fluid wird über die erste Endkappe 10 in die Wärmetauschereinheit 24 eingeleitet und über die zweite Endkappe 10’ ausgeleitet. Das zweite Fluid wird über die zweite Endkappe 10’ eingeleitet und über die erste Endkappe 10 ausgeleitet.
-
Zur Ausbildung der ersten Fluidführung 27 umfasst die Wärmetauschereinheit 24 ein zwischen den Endkappen 10, 10’ angeordnetes Fluidgehäuse 25. Das Fluidgehäuse 25 ist in Form eines Rohres ausgebildet. Die Endkappen 10, 10’ sind beidseitig an dem Fluidgehäuse 25 angeordnet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Endkappen 10, 10’ auf das Fluidgehäuse 25 aufgesteckt. In einem Betrieb wird das erste Fluid durch die erste Endkappe 10 eingeleitet, strömt durch das Fluidgehäuse 25 und tritt an der zweiten Endkappe 10’ wieder aus.
-
Die Wärmetauscherrohre 11 sind zur Ausbildung der zweiten Fluidführung 28 vorgesehen. Das Rohrbündel durchsetzt das Fluidgehäuse 25 vollständig. Die Wärmetauscherrohre 11 des Rohrbündels sind innerhalb des äußeren Fluidgehäuses 25 geführt. Das durch das Fluidgehäuse 25 geführte erste Fluid umströmt in einem Betrieb die Wärmetauscherrohre 11. Ist das in den Wärmetauscherrohren 11 geführte zweite Fluid kälter als das erste Fluid, wird Wärmeenergie von dem ersten Fluid auf das zweite Fluid übertragen. Alternativ kann der Wärmetauscher aber auch für einen Betrieb vorgesehen werden, in den das erste Fluid, das in dem Fluidgehäuse 25 geführt wird, kälter ist als das zweite Fluid, das in den Wärmetauscherrohren 11 geführt wird.
-
Die zwei Endkappen 10, 10’ einer Wärmetauschereinheit 24 sind analog ausgebildet. Die nachfolgende Beschreibung der einen Endkappe 10 ist, sofern nicht explizit auf Unterschiede verwiesen wird, auf die zweite Endkappe 10’ der Wärmetauschereinheit 24 übertragbar.
-
Die Endkappe 10 weist ein Grundgehäuse 12 mit einem ersten Fluidraum 13 und einem zweiten Fluidraum 14 auf. Insbesondere die Grundgehäuse 12 beider Endkappen 10, 10’ sind identisch. Der erste Fluidraum 13 ist zur Führung des ersten Fluids vorgesehen. Der zweite Fluidraum 14 ist zur Führung des zweiten Fluids vorgesehen. In betriebsbereitem Zustand sind die beiden Fluidräume 13, 14 voneinander getrennt. Die Endkappe 10 ist als Kunststoffbauteil ausgebildet. Insbesondere das Grundgehäuse 12 ist aus Kunststoff.
-
Die Wärmetauschereinheit 24 weist eine Längserstreckungsrichtung 15 auf. Die Wärmetauscherrohre 11 erstrecken sich entlang der Längserstreckungsrichtung 15. Bezogen auf die Längserstreckungsrichtung 15 sind die Fluidräume 13, 14 axial hintereinander angeordnet. Der erste Fluidraum 13 nimmt einen Teilbereich der Endkappe 10 ein, der in montiertem Zustand den Wärmetauscherrohren 11 zugewandt ist. Der zweite Fluidraum 14 nimmt einen Teilbereich der Endkappe 10 ein, der in montiertem Zustand den Wärmetauscherrohren 11 abgewandt ist. Die beiden Teilbereiche sind in etwa gleich groß. Die Fluidräume 13, 14 nehmen jeweils eine Hälfte der Endkappe 10 ein.
-
Zur Trennung der beiden Fluidräume 13, 14 weist die Endkappe 10 einen Zwischenflansch 16 auf, der getrennt von dem Grundgehäuse 12 ausgebildet ist. Der Zwischenflansch 16 ist in Form einer Scheibe ausgebildet. Er ist in das Grundgehäuse 12 eingesetzt. Das Grundgehäuse 12 bildet eine Aufnahme 30 aus, gegen welche der Zwischenflansch 16 formschlüssig abgestützt werden kann. Der erste Fluidraum 13 weist einen Querschnitt auf, der zumindest gleich groß ist wie eine äußere Abmessung des Zwischenflanschs 16. Der Zwischenflansch 16 weist einen kreisförmigen Querschnitt auf.
-
Der Zwischenflansch 16 ist zur Anbindung der Wärmetauscherrohre 11 des Rohrbündels vorgesehen. Der Zwischenflansch 16 weist eine Mehrzahl von Rohraufnahmen 31 auf, deren Anzahl einer Anzahl der Wärmetauscherrohre 11 entspricht. Die Anzahl der Wärmetauscherrohre 11 kann an die Anforderungen, die an den Wärmetauscher gestellt werden, angepasst werden. Der in das Grundgehäuse 12 eingesetzte Zwischenflansch 16 ist an die Anzahl und/oder an eine Ausgestaltung der Wärmetauscherrohe 11 angepasst. Grundsätzlich kann der Zwischenflansch 16 auch nur eine einzige Rohraufnahme 31 aufweisen, durch die ein einzelnes Wärmetauscherrohr 11 an den Zwischenflansch 16 angebunden ist. Der Zwischenflansch 16 weist an seinem Außenumfang eine Dichtung 32 auf, die dazu vorgesehen ist, die zwei Fluidräume 13, 14 gegeneinander abzudichten.
-
Das Grundgehäuse 12 weist eine Grundform mit einer im Wesentlichen zylinderförmigen Mantelfläche 19 und zwei Stirnseiten 33, 34 auf. Das Grundgehäuse 12 umspannt einen Innenraum, der in betriebsbereitem Zustand von dem Zwischenflansch 16 in die zwei Fluidräume 13, 14 unterteilt ist. Die eine Stirnseite 33 des Grundgehäuses 12 ist zur Verbindung mit dem Fluidgehäuse 25 vorgesehen. Das Fluidgehäuse 25 ist in montiertem Zustand in das Grundgehäuse 12 eingesteckt. Die Endkappe 10 weist eine Dichtung 35 auf, die eine Verbindung zwischen dem Grundgehäuse 12 und dem Fluidgehäuse 25 in Richtung einer Umgebung abdichtet. Die Dichtung 35 ist in Form eines Dichtrings ausgeführt.
-
Das Grundgehäuse 12 weist an der Stirnseite 33, die in betriebsbereitem Zustand in Richtung der Wärmetauscherrohre 11 orientiert ist, eine Öffnung auf, über die der erste Fluidraum 13 mit einem von dem Fluidgehäuse 25 umschlossenen Fluidraum verbunden ist. Um die Fluidführungen 27, 28 mit dem Heizkreis und dem Blockheizkraftwerk zu verbinden, weist das Grundgehäuse 12 der Endkappe 10 zumindest eine dem ersten Fluidraum 13 zugeordnete erste Aussparung 17 und zumindest eine dem zweiten Fluidraum 14 zugeordnete zweite Aussparung 18 auf. Die Aussparungen 17, 18 sind zur Einleitung und Ausleitung der Fluide vorgesehen. Die Aussparungen 17, 18 sind in die Mantelfläche 19 des Grundgehäuses 12 eingebracht. An der gegenüberliegenden Stirnseite 34, die in betriebsbereitem Zustand den Wärmetauscherrohren 11 abgewandt ist, weist das Grundgehäuse 12 eine Öffnung auf, die für unterschiedliche Funktionen, wie beispielsweise eine Wartung oder ähnliches, vorgesehen ist. Die Öffnung ist in betriebsbereitem Zustand verschlossen.
-
Zudem weist das Grundgehäuse 12 der Endkappe 10 eine weitere Aussparung 20, die der ersten Aussparung 17 gegenüber liegt, und eine weitere Aussparung 21, die der zweiten Aussparung 18 gegenüber liegt, auf. Die zwei weiteren Aussparungen 20, 21 sind ebenfalls in die Mantelfläche 19 des Grundgehäuses 12 eingebracht. Die erste weitere Aussparung 20 ist dem ersten Fluidraum 13 zugeordnet. Die zweite weitere Aussparung 21 ist dem zweiten Fluidraum 14 zugeordnet.
-
Die Aussparungen 17, 18, 20, 21, die in die Mantelfläche 19 eingebracht sind, sind als Verbindungsflansche ausgebildet. Der Verbindungsflansch, den die erste Aussparung 17 ausbildet, und der Verbindungflansch, den die zweite Aussparung 18 ausbildet, sind in einer gemeinsamen Ebene 22 angeordnet (vgl. 7). Der Verbindungsflansch, den die erste weitere Aussparung 20 ausbildet, und der Verbindungflansch, den die zweite weitere Aussparung 21 ausbildet, sind ebenfalls in einer gemeinsamen Ebene 23 angeordnet. Da die Aussparungen 17, 18, 20, 21 einander gegenüberliegend angeordnet sind, sind die Ebenen 22, 23 parallel gegeneinander versetzt.
-
Die durch die Aussparungen 17, 17’, 17’’, 17’’’, 18, 18’, 18’’, 18’’’, 20, 20’, 20’’, 20’’’, 21, 21’, 21’’, 21’’’ ausgebildeten Verbindungsflansche sind für eine Verbindung miteinander und eine Anbindung von Fluidleitungen 36, 37, 38, 39 vorgesehen. Die sich gegenüberliegenden Verbindungsflansche sind jeweils komplementär ausgebildet. Die sich gegenüber liegenden Verbindungsflansche sind konstruktiv dazu vorgesehen, miteinander verbunden zu werden. Sind zwei Endkappen 10, 10’ parallel zueinander angeordnet, können die beiden Endkappen 10, 10’ über die Aussparungen 17, 18, 20, 21 miteinander verbunden werden. Die durch die Aussparungen 17, 18, 20, 21 ausgebildeten Verbindungsflansche sind jeweils für eine Steckverbindung vorgesehen. Die Verbindungsflansche, die in der einen Ebene 22 angeordnet sind, weisen jeweils eine Dichtung 40, 41 auf.
-
Die Öffnung in der Stirnseite 33 der Endkappe 10, die in betriebsbereitem Zustand den Wärmetauscherrohren 11 zugewandt ist, ist für eine Montage des Zwischenflanschs 16 vorgesehen. Bei einer Montage der Wärmetauschereinheit 24 wird zunächst der Zwischenflansch 16 mit den Wärmetauscherrohren 11 verbunden. Anschließend wird das Grundgehäuse 12 der Endkappe 10 auf die Wärmetauscherrohe 11 mit dem Zwischenflansch 16 aufgesteckt. Um den Zwischenflansch 16 in dem Grundgehäuse 12 zu fixieren, weist das Grundgehäuse 12 eine Stufung zur Ausbildung der Aufnahme 30 auf. Der Zwischenflansch 16 wird dabei über die Öffnung in das Grundgehäuse 12 eingeschoben, bis er an der Stufung der Aufnahme 30 anliegt. In betriebsbereitem Zustand liegt der Zwischenflansch 16 formschlüssig an der Stufung an. Die Dichtung 32 dichtet den Zwischenflansch 16 gegenüber dem Grundgehäuse 12 ab. Die zweite Endkappe 10’ wird analog montiert.
-
Sind beide Endkappen 10, 10’ montiert, sind die Fluidführungen 27, 28 der Wärmetauschereinheit 24 strömungstechnisch voneinander getrennt. Die erste Fluidführung 27 ist durch den ersten Fluidraum 13 der ersten Endkappe 10, den von dem Fluidgehäuse 25 umschlossenen Fluidraum und den ersten Fluidraum 13’ der zweiten Endkappe 10’ ausgebildet. Die zweite Fluidführung 28 ist durch den zweiten Fluidraum 14’ der zweiten Endkappe 10’, die Wärmetauscherrohre 11 und den zweiten Fluidraum 14 der ersten Endkappe 10 ausgebildet.
-
Der dargestellte Wärmetauscher weist die zwei Wärmetauschereinheiten 24, 24’ auf, die über die Endkappen 10’, 10’’ miteinander verbunden sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Wärmetauschereinheiten 24, 24’ in Reihe geschaltet. Der Wärmetauscher weist eine Einlassseite auf, die durch die erste Endkappe 10 der ersten Wärmetauschereinheit 24 ausgebildet ist, und eine Auslassseite, die durch die zweite Endkappe 10’’’ der zweiten Wärmetauschereinheit 24’ ausgebildet ist.
-
Um die Wärmetauschereinheiten 24, 24’ in Reihe zu schalten, umfasst der Wärmetauscher zwei Blenden 26, 26’, welche in die Verbindungsflasche der Endkappen 10, 10’’’, die die Einlassseite und die Auslassseite ausbilden, eingelegt sind. Durch die Blenden 26, 26’ sind die Aussparungen 20, 21, 17’’’, 18’’’, die den miteinander verbundenen Verbindungsflanschen zugeordnet sind, verschlossen. Die über die gegenüberliegenden Aussparungen 17, 18 einströmenden Fluide werden über die Fluidräume 13, 14 in die Wärmetauscherrohre 11 und in das Fluidgehäuse 25 der Wärmetauschereinheit 24 geführt. Die Endkappen 10’, 10’’ der Wärmetauschereinheiten 24, 24’ weisen jeweils zwei Blenden 42, 42’, 42’’, 42’’’ auf, die die Aussparungen 17’, 18’, 20’’, 21’’ der freien Verbindungsflansche verschließen. Die durch die Blenden 42, 42’, 42’’’, 42’’’ verschlossenen freien Verbindungsflansche und die miteinander verbundenen Aussparungen 20’, 21’, 17’’, 18’’ führen die Fluide von der ersten Wärmetauschereinheit 24 in die zweite Wärmetauschereinheit 24’ (vgl. 2).
-
Die Endkappen 10, 10’, 10’’, 10’’’ einer der Wärmetauschereinheiten 24, 24’ sind gegeneinander verstellbar. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die erste Endkappe 10 und die zweite Endkappe 10’ der Wärmetauschereinheit 24 parallel zueinander angeordnet. Die Endkappen 10, 10’, 10’’, 10’’’ sind gegenüber den Fluidgehäusen 25, 25’ frei verdrehbar. Die Endkappen 10, 10’, 10’’, 10’’’ können in einem beliebigen Winkel gegeneinander angeordnet werden. Grundsätzlich können die Endkappen 10, 10’, 10’’, 10’’’ und/oder die Fluidgehäuse 25, 25’ Fixierungen aufweisen, die feste Winkel für eine Anordnung der Endkappen 10, 10’, 10’’, 10’’’ relativ zueinander festlegen.
-
Grundsätzlich kann der Wärmetauscher weitere Wärmetauschereinheiten aufweisen, die parallel oder in Reihe geschaltet sind. Beispielsweise kann der Wärmetauscher vier Wärmetauschereinheiten aufweisen. In einer solchen Ausgestaltung können die ersten zwei Wärmetauschereinheiten durch ihre ersten Endkappen parallel geschaltet sein. Um die zwei weiteren Wärmetauschereinheiten mit den ersten Wärmetauschereinheiten in Reihe zu schalten, können die zweiten Endkappen um 90 Grad gegenüber den ersten Endkappen verdreht werden. Grundsätzlich sind beliebig viele Wärmetauschereinheiten parallel und in Reihe miteinander verbindbar.
