DE10236665A1

DE10236665A1 - Gas-Flüssigkeits-Wärmetauscher und damit ausgerüsteter Boiler

Info

Publication number: DE10236665A1
Application number: DE10236665A
Authority: DE
Inventors: Giovanni Sciarresi; Stefanno Zanforlin; Gabriele Corsini; Severino Corsini
Original assignee: GRUPPO IMAR SpA
Current assignee: GRUPPO IMAR SpA
Priority date: 2001-08-09
Filing date: 2002-08-09
Publication date: 2003-02-27
Anticipated expiration: 2022-08-10
Also published as: ITMI20011743A0; GB0218169D0; DE10236665B4; ITMI20011743A1; GB2381306B; GB2381306A

Abstract

Ein Gas-Flüssigkeits-Wärmetauscher hat mehrere modulare Wärmetauschplatten zum Bewirken eines Wärmetausches. DOLLAR A Jede modulare Platte umfaßt einen im wesentlichen plattenförmigen Hohlkörper, der einstückig aus Gießmetall hergestellt ist, mindestens einen ersten Kanal, mindestens einen mit dem ersten Kanal in Reihe geschalteten zweiten Kanal und mindestens einen Durchlaß zum Ermöglichen einer Gasströmung durch den Hohlkörper. Der Wärmetauscher umfaßt mehrere paketartig miteinander zusammengebaute modulare Platten zum Bilden eines Flüssigkeits-Strömungspfades und eines Gas-Strömungspfades, die mindestens teilweise einander kreuzen. Der Flüssigkeits-Strömungspfad hat vorzugsweise eine höhere Zirkulationsrate im Vergleich zu der Zirkulationsrate bei Wärmetauschern nach dem Stand der Technik, was zu einer vorteilhaften Steigerung des Wärmeaustausch-Wirkungsgrades führt. DOLLAR A Die Erfindung umfaßt auch einen mit dem Wärmetauscher ausgerüsteten Boiler sowie eine modulare Platte zum Aufbau des Wärmetauschers aus mehreren solchen Platten.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gas-Flüssigkeits-Wärmetauscher mit mehreren modularen Wärmetauscherplatten die einen Wärmeaustausch zwischen einem Gas und einer Wärmeträgerflüssigkeit bewirken können, wobei der Wärmetauscher vorzugsweise, aber nicht einschränkend, in Boilern, zum Beispiel in Vormisch-Boilern und Kondensations-Boilern, eingesetzt wird.
Die Erfindung betrifft auch einen Boiler, der mit einem solchen Wärmetauscher ausgerüstet ist, sowie eine modulare Wärmetauscherplatte, die dazu geeignet ist, den beschriebenen Wärmeaustausch zu bewirken.
Wie allgemein auf dem Gebiet der Gas-Flüssigkeits- oder Luft-Flüssigkeits-Wärmetauscher bekannt, insbesondere auf dem Gebiet der Gas-Wasser-Wärmeaustauscher für Boiler, ist eine der am dringlichsten erwünschten Bedürfnisse, hochwirksame Wärmetauscher bei verringerten Kosten zu erhalten.
Zu diesem Zweck sind Gas-Flüssigkeits-Wärmetauscher mit mehreren modularen Platten, die einstückig aus Gußeisen durch Gießen in eine Form um einen Tonkern hergestellt und paketweise aneinander montiert werden, seit langem bekannt. Jede Platte ist im wesentlichen von einem Körper mit mehreren voneinander konstruktiv unabhängigen Leitungen gebildet, die sich parallel zueinander zwischen entgegengesetzten Enden der Platte erstrecken. Insbesondere fördern diese Leitungen die Flüssigkeit von einer Flüssigkeitseinlaßöffnung in der Platte, die in einem am ersten Ende der Platte angeordneten Sammelrohr ausgebildet ist, zu einer Auslaßöffnung der Flüssigkeit aus der Platte in einem Sammelrohr am entgegengesetzten Ende der Platte. Ferner sind die Leitungen generell mit Rippen zum Vergrößern der Wärmeaustauschfläche zwischen dem Gas und der Flüssigkeit versehen.
Wärmetauscher dieser Bauart werden generell in Boilern eingesetzt, die einen atmosphärischen Brenner haben, und oberhalb desselben montiert sind. In diesem Fall ist das Gas durch die Verbrennungsgase gebildet, und die Wärmeträgerflüssigkeit ist Wasser. Auf diese Weise sind ein im wesentlichen zick-zack-förmiger Flüssigkeits-Strömungspfad (dessen horizontale Abschnitte in mehrere parallele Zweige unterteilt sind, die in den Plattenleitungen ausgebildet sind) und ein Gas-Strömungspfad gebildet, der die Wärmetauscherplatten in vertikaler Richtung von unten bis oben quer durchsetzt.
In der Beschreibung und den nachfolgenden Ansprüchen beziehen sich die Ausdrücke "niedrig" und "hoch", "unterer" und "oberer", "unterhalb" und "oberhalb", "horizontal" und "vertikal" auf die modularen Platten, den Wärmetauscher und den Boiler wie auch auf deren Komponenten im Bezug auf deren Position in zusammengebautem Zustand.
Unbeachtlich der großen Wärmeaustauschfläche, die durch die Rippen jeder Platte bereitgestellt wird, haben Wärmetauscher dieser Bauart, sowie die damit ausgerüsteten Boiler Probleme, die bisher nicht gelöst sind.
Erstens erzeugt die parallele Anordnung der Leitungen für die Flüssigkeitszirkulation in jeder Wärmeaustauschplatte zum einen eine verringerte Flüssigkeitsgeschwindigkeit mit einem entsprechenden Abfall des Wärmeaustausch-Wirkungsgrades und zum anderen die Möglichkeit daß lokale Temperaturänderungen auftreten können, zum Beispiel Überhitzung aufgrund einer ungleichmäßigen Verteilung des Flüssigkeitsstromes in den verschiedenen Leitungen mit negativen Auswirkungen auf die Lebensdauer des Wärmetauschers.
Zweitens haben Gas-Flüssigkeits-Wärmetauscher, welche durch die beschriebenen Platten gebildet sind, große Abmessungen aufgrund des Vorhandenseins von Flüssigkeits- Sammelrohren die wie erwähnt an den entgegengesetzten Enden der Platten angeordnet sind.
Drittens erwies sich eine chemische Reinigung, die als am wirksamsten beurteilt wurde, als extrem schwierig zu bewerkstelligen, weil die hierzu eingesetzten Reinigungs-Fluide dazu tendieren, vorzugsweise durch diejenigen Leitungen zu strömen, welche den geringsten Strömungswiderstand bieten, d. h. die am wenigsten verunreinigten Leitungen, und zwar auf Kosten derjenigen Leitungen, welche mehr Reinigung benötigen.
Das der Erfindung zugrundeliegende technische Problem besteht deshalb darin, einen Wärmetauscher bereitzustellen, der einen hohen Wärmetausch-Wirkungsgrad hat und die genannten Nachteile des Standes der Technik überwindet.
Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ist das genannte technische Problem durch einen Gas-Flüssigkeits-Wärmeaustauscher mit mehreren modularen Wärmetauschplatten gelöst, die einen Wärmeaustausch zwischen einem Gas und einer Wärmeträgerflüssigkeit bewirken können, wobei jede modulare Platte umfaßt:

a) einen im wesentlichen plattenförmigen Hohlkörper, der einstückig aus Gießmetall gefertigt ist und aufweist:
- 1. eine Einlaßöffnung und eine Auslaßöffnung für die Flüssigkeit in den und aus dem Hohlkörper, wobei die Einlaß- und Auslaßöffnungen an einem proximalen Ende der modularen Platte ausgebildet sind;
- 2. mindestens einen ersten Kanal, der sich in einer ersten Richtung zwischen dem proximalen Ende und einem distalen Ende der modularen Platte zum Fördern der Wärmeträgerflüssigkeit von der Einlaßöffnung zu dem distalen Ende erstreckt;
- 3. mindestens einen zweiten Kanal, der in Reihe mit dem ersten Kanal angeordnet ist und sich in der ersten Richtung zwischen dem distalen Ende und dem proximalen Ende der modularen Platte zum Fördern der Wärmeträgerflüssigkeit von dem distalen Ende zu der Auslaßöffnung erstreckt;
b) mindestens einen mit mehreren Wärmetauschelementen versehenen Abschnitt, die freikragend von dem Hohlkörper wegragen, um die Wärmeaustauschfläche zwischen dem Gas und der Wärmeträgerflüssigkeit zu vergrößern;
c) mindestens einen Durchlaß zum Ermöglichen einer Gasströmung, der den Hohlkörper passierend geformt ist, wobei mindestens ein Teilbereich des Abschnittes mit Wärmetauschelementen bestückt ist,

In der Beschreibung und in den nachfolgenden Ansprüchen soll der Ausdruck "Wärmetauschelemente" Bauteile bezeichnen, die frei von den Platten auskragen und eine solche Form und Größe haben, daß sie die Wärmeaustauschflächen zwischen dem Gas und der Flüssigkeit vergrößern. Als ein nicht beschränkendes Beispiel können solche Wärmetauschelemente kegelstumpfförmig oder zylindrisch oder im wesentlichen rippen- bzw. flossenförmig gestaltet sein.
In der Beschreibung und in den nachfolgenden Ansprüchen sollen die Ausdrücke "proximal" und "distal" solche Teile der modularen Platte und des Wärmeaustauschers bezeichnen, die nahe und jeweils auf entgegengesetzten Seiten der Einlaß- und Auslaßöffnungen der Flüssigkeit in und aus der Platte angeordnet sind.
Dank der Tatsache, daß die ersten und zweiten im Hohlkörper ausgebildeten Kanäle in Reihe miteinander verbunden sind, ist es in vorteilhafter Weise möglich, eine größere Strömungsgeschwindigkeit und größere Turbulenzen der Wärmeträgerflüssigkeit im Vergleich zu dem Wärmetauschern nach dem Stand der Technik zu erzielen, was zu einem Anwachsen des Wärmetauschkoeffizienten auf der Flüssigseite und im Ergebnis zu einer Steigerung des Gesamtwirkungsgrades des Wärmeaustauschers führt.
Darüberhinaus ist der Wärmetausch-Wirkungsgrad im Vergleich zu demjenigen, der mit herkömmlichen Wärmetauschern erzielbar ist, dank der Tatsache weiter verbessert, daß die Flüssigkeits- und Gas-Strömungspfade in dem Wärmetauscher mindestens teilweise in Kreuzstrom-Beziehung zueinander stehen. Diese Erhöhung des Wärmetausch-Wirkungsgrades ist im wesentlichen allen modularen Wärmetauschplatten zu verdanken, welche den Wärmetauscher bilden, mit Ausnahme derjenigen Platte, die im Betrieb die erste von dem Gas umströmte Platte darstellt, zum Beispiel in Form der Verbrennungsgase eines Brenners, weil bei dieser Platte der Gasstrom nur teilweise quer, d. h. im Kreuzstrom zur Strömungsrichtung der Wärmeträgerflüssigkeit strömt.
Da die Einlaß- und Auslaßöffnungen der Flüssigkeit in und aus jeder modularen Platte des Wärmetauschers gemäß der Erfindung am selben Ende der Platte (dem proximalen Ende) angeordnet sind, hat der Wärmetauscher der Erfindung in vorteilhafter Weise nur eine einzige Reihe von Sammelrohren für die Wärmeträgerflüssigkeit, wobei diese Sammelrohre an einer einzigen Seite (der proximalen Seite) des Wärmetauscher paketweise gestapelt sind.
Der Wärmetauscher nach der Erfindung ist deshalb kompakter als die herkömmlichen Wärmetauscher gleicher Wärmeleistung, welche zwei Reihen von Sammelrohren an den entgegengesetzten Enden der Platte benötigen.
Ferner ermöglicht die Reihenanordnung der ersten und zweiten Kanäle in dem Hohlkörper der Platten das eine wirkungsvolles chemisches Reinigen dieser Kanäle unter Einsatz geeigneter Reinigungsfluide, zum Beispiel wässerige Chlorwasserstofflösungen in vorteilhafter Weise.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung erstreckt sich der Flüssigkeits- Strömungspfad in dem Wärmetauscher im wesentlichen in einem Zick-Zack-Pfad zwischen einer Einlaßöffnung und einer Auslaßöffnung der Wärmeträgerflüssigkeit in und aus dem Wärmetauscher und verläuft mindestens teilweise in jeder modularen Platte in der ersten Richtung.
Vorzugsweise sind die Einlaß- und Auslaßöffnungen der Flüssigkeit in und aus den modularen Platten in entsprechenden, strukturell unabhängigen Einlaß- und Auslaßkammern ausgebildet, die flüssigkeitsdicht voneinander getrennt sind und mit einer einzigen Sammelleitung ausgerüstet sind, die sich einstückig vom proximalen Ende der modularen Platte erstreckt.
Auf diese Weise ist es mit Vorteil möglich, die modularen Platten miteinander sehr einfach zu verbinden, d. h. einfach dadurch, daß die Auslaßöffnung einer Platte und die Einlaßöffnung der benachbarten Platte Seite an Seite auf der proximalen Seite des Wärmetauschers plaziert werden.
Vorzugsweise sind die modularen Platten reziprok und fluiddicht an den Flüssigkeits- Sammelleitungen angebracht, noch günstiger auch an ihren Umfangsrändern dank des Einsatzes von geeigneten umlaufenden Dichtungsmitteln, wie beispielsweise in Form von zwischen benachbarten Platten zwischengefügten Dichtstreifen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung des Wärmetauschers nach der Erfindung ist der erwähnte mindestens eine erste Kanal in dem Hohlkörper nahe dessen einer Seitenwand angeordnet, während der zweite Kanal in dem Hohlkörper nahe einer Seitenwand entgegengesetzt dem ersten Kanal angeordnet ist.
Dank dieser Kombination bevorzugter Merkmale ist es mit Vorteil möglich, einen Fluid- Strömungspfad zu schaffen, der nicht nur maximal das verfügbare Volumen des Hohlkörpers jeder einzelnen Wärmetauscherplatte ausnutzt, sondern auch einen hervorragenden Wärmeaustausch mit dem die Platte umströmenden Gas bewirkt.
Vorzugsweise enthält der Hohlkörper ferner einen Zwischenkanal, der in Reihe mit den ersten und zweiten Kanälen angeordnet ist. Diese zusätzliche Zwischenkanal ermöglicht eine weitere Steigerung der Ausnutzung des verfügbaren Volumens in dem Hohlkörper bei gleichzeitiger Verlängerung des Flüssigkeits-Strompfades in jeder Platte mit einer daraus resultierenden Erhöhung des Wärmeaustausch-Wirkungsgrades des Wärmetauschers.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführung ist der erwähnte Zwischenkanal im wesentlichen zick-zack-förmig gestaltet und erstreckt sich längs der Quermittelebene der modularen Platte. Auf diese Weise wird das verfügbare Volumen in dem Hohlkörper maximiert, was zu einer weiteren Vergrößerung des Wärmeaustausch-Wirkungsgrades führt.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführung kann der mindestens eine Kanal in dem Hohlkörper nahe dessen erster Stirnfläche angeordnet sein, während der zweite Kanal vorzugsweise in dem Hohlkörper nahe der anderen Stirnfläche gegenüber dem ersten Kanal ausgebildet ist.
Bei dieser alternativen Ausführung haben der erste Kanal, der zweite Kanal und die dazwischen angeordnete Trennwand vorzugsweise eine Weite, die im wesentlichen der Weite des mindestens einen Abschnittes entspricht, der mit den Wärmetauschelementen der modularen Platte ausgerüstet ist. Auf diese Weise ist eine maximale Wärmeaustauschfläche im Bezug auf die Größe der Platte in vorteilhafter Weise erzielt.
Vorzugsweise ist der erwähnte mindestens eine Abschnitt mit mehreren Wärmetauschelementen versehen, die von entgegengesetzten Stirnflächen des Hohlkörpers wegragen.
Diese bevorzugte Ausführung erlaubt es, eine vorteilhafte Steigerung der verfügbaren Wärmetauschfläche für das zwischen den Platten des Wärmetauschers im Quer- bzw. Kreuzstrom strömende Gas zu erzielen.
Vorzugsweise ist der genannte mindestens eine Abschnitt, der mit den mehreren Wärmetauschelementen versehen ist, unter einem vorbestimmten Winkel bezüglich der Quermittelebene der modularen Platte geneigt. Auf diese Weise wird das Abströmen möglichen Kondensationswassers längs der durch jede Platte gebildeten Ebene erleichtert und somit der Wärmetausch optimiert und gleichzeitig die Platten vor einer Korrosion geschützt.
Vorzugsweise beträgt dieser Winkel zwischen etwa 2° und etwa 4°.
Bevorzugt sind die Wärmetauschelemente gestaffelt in mehreren Reihen im wesentlichen parallel zur Längsachse der modularen Platte angeordnet.
Die Teilung zwischen den Wärmetauschelementen in jeder Reihe beträgt vorzugsweise zwischen etwa 8 mm und etwa 20 mm.
Auf diese Weise ist es in vorteilhafter Weise möglich, eine große Wärmeaustauschfläche zu gewährleisten, während das Risiko lokaler Wärmegradienten minimiert ist, was zu einer gleichmäßigen Verteilung der Wärme und im Ergebnis zu einer verlängerten Lebensdauer des Wärmetauschers führt.
Vorzugsweise sind die erwähnten Reihen gestaffelt in Richtung im wesentlichen senkrecht zur Längsachse der modularen Platten angeordnet. Die Teilung zwischen den Reihen der Wärmetauschelemente beträgt etwa 8 mm bis etwa 20 mm.
Vorzugsweise umfassen die modularen Platten eine erste und eine zweite Gruppe Reihen von Wärmetauschelementen, wobei diese Gruppen auf entgegengesetzten Seiten der Längsachse der modularen Platten angeordnet sind.
Zusätzlich sind die Reihen der ersten Gruppe vorzugsweise im Bezug auf die Reihen der zweiten Gruppe in Richtung im wesentlichen parallel zur Längsachse der modularen Platte versetzt, und zwar um eine Länge entsprechend der halben Teilung der Wärmetauschelemente der zweiten Gruppe.
Dank dieser Anordnung der Wärmetauschelemente ist es, wie aus dem folgenden noch deutlicher wird, vorteilhaft, den Wärmetauscher durch paketweises Montieren mehrere konstruktiv identischer modularer Platten aufzubauen: Die beschriebene Anordnung der Wärmetauschelemente erlaubt in der Tat den Einsatz solcher Elemente zwischen denjenigen einer benachbarten Platte durch Wenden der Platte um ihre Längsachse. Mit anderen Worten wird jede Platte um ihre Längsachse um einen Winkel von 180° bezüglich der benachbarten Platte von unten nach oben gewendet.
Auf diese Weise erlaubt der Wärmetauscher gemäß der Erfindung eine vorteilhafte Einsparung an Herstellkosten beim gleichzeitigen Vermeiden der Notwendigkeit für ein Lagern unterschiedlicher Plattentypen.
Ferner können dank einer derartigen Anordnung zwei weitere Vorteile gleichzeitig erreicht werden, die darin bestehen, daß ein äußerst kompakter Wärmeaustauscher bereitgestellt wird und daß der Wärmeaustauscher eine gleichförmige Geschwindigkeit der Gasströmung bewirkt. Mit anderen Worten ist es in vorteilhafter Weise möglich, eine gleichförmige Wärmeverteilung längs jeden Wärmetauschelementes und damit eine Verbesserung sowohl des Wärmeaustausch-Wirkungsgrades eines Wärmetauschers nach der Erfindung als auch seiner Lebensdauer zu erzielen.
Vorzugsweise haben die Wärmetauschelemente einen Neigungswinkel von etwa 2° bis etwa 5°.
In dieser Beschreibung und den nachfolgenden Ansprüchen bezeichnet der Ausdruck "Neigungswinkel" eines Wärmetauschelementes den zwischen der Mantelfläche eines Wärmetauschelementes und der Senkrechten auf den Körper der modularen Platte bestehenden Winkel.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung haben die Wärmetauschelemente im wesentlichen kegelstumpfförmige Form.
Dank der eingesetzten Herstelltechnologie (Sandguß) ist es in vorteilhafter Weise möglich, diesen Neigungswinkel bis zu den angegebenen Werten zu verringern, was eine vorteilhafte Verringerung der Dicke des Spaltes zwischen den Wärmetauschelementen benachbarter modularer Platten zur Folge hat.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung bildet dieser Spalt-Teil des Gas-Strömungspfades, der den Wärmetauscher kreuzt, wobei dieser Spalt im wesentlichen konstante Dicke hat.
Vorzugsweise liegt diese Dicke zwischen etwa 1 mm bis etwa 3 mm.
Dank der kegelstumpfförmigen Gestalt der Wärmetauschelemente wird außerdem das Abströmen möglichen Kondenswassers von einer zur anderen Platte erleichtert und somit die Wirksamkeit des Boilers optimiert, wobei gleichzeitig die Platten vor dem Risiko der Korrosion geschützt werden. Folglich kann der Wärmetauscher nach der Erfindung in vorteilhafter Weise zum Zurückgewinnen von Wärme in Kondensations-Boilern eingesetzt werden.
Vorzugsweise ist der genannte Durchlaß zum Erlauben einer Gasströmung durch den Hohlkörper der modularen Platte nahe deren Seitenwand ausgebildet.
Dank dieses Merkmals ermöglicht die Montage der Platten gemäß der oben beschriebenen Methode (d. h. durch Wenden der Platten um 180° von unten nach oben bezüglich benachbarter Platten) das Erzielen eines im wesentlichen zick-zack-förmigen Gas-Strömungspfades in dem Wärmetauscher, was den Gasstrom in Richtung im wesentlichen in Quer- oder Kreuzstrom zu der Richtung des Wärmeflüssigkeits-Strompfades lenkt, wodurch der Wärmeaustausch zwischen dem die Platten passierenden Gas und der in den Platten strömenden Flüssigkeit maximiert wird.
Vorzugsweise erstreckt sich der Gas-Strompfad zumindest teilweise zwischen benachbarten modularen Platten längs einer zweiten, im wesentlichen senkrechten Richtung zu den ersten und zweiten Kanälen in den modularen Platten.
Dank dieser Ausrichtung des Gas-Strompfades wird die Dränage jeglichen, sich möglicherweise bildenden Kondensates vorteilhaft erleichtert.
Gemäß einem zweiten Aspekt stellt die Erfindung einen Boiler bereit, der einen Brenner und einen Wärmetauscher wie oben beschrieben aufweist.
Vorzugsweise ist der Brenner von der sogenannten Vormisch-Bauart, und der Wärmetauscher ist unterhalb des Brenners unterstützt, so daß Letzerer davor geschützt ist, in Kontakt mit möglicherweise entstehenden Kondensaten zu gelangen.
Vorzugsweise werden die modularen Platten des Wärmetauschers durch Gießen von Metallen mit unterschiedlicher Wärmebeständigkeit hergestellt und so montiert, daß die modularen Platten aus dem Metall mit größerer Wärmebeständigkeit näher am Brenner angeordnet sind.
Vorzugsweise werden die modularen Platten des Wärmetauschers durch Gießen von Metallen mit unterschiedlicher Korrosionsbeständigkeit hergestellt und so montiert, daß die modularen Platten aus dem Metall mit geringerer Korrosionsbeständigkeit näher am Brenner angeordnet sind.
Aufgrund der zuletzt beschriebenen Ausführungen des Brenners gemäß der Erfindung wird in vorteilhafter Weise eine Verringerung der Materialkosten bei Verwendung von Werkstoffen höchster Qualität erzielt, wobei eine erhöhte Temperatur- und/oder Korrosionsbeständigkeit nur dort erreicht wird, wo erforderlich.
Vorzugsweise umfaßt der Boiler gemäß der Erfindung ein Sammelrohr zum Sammeln des Kondensats, wobei dieses Sammelrohr stromabwärts von dem Wärmetauscher positioniert ist.
Gemäß einem dritten Aspekt stellt die Erfindung eine modulare Wärmetauscherplatte bereit, die einen Wärmeaustausch zwischen einem Gas und einer Wärmeträgerflüssigkeit mit den oben beschriebenen Merkmalen bewirken kann.
Zusätzliche Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführung anhand der beiliegenden Zeichnungen deutlich, wobei gleiche Bezugszeichen identische oder gleichwirkende Teile bezeichnen.
Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt eines Boilers mit einem Wärmetauscher gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine Ansicht einer modularen Platte des Wärmetauschers nach Fig. 1;
Fig. 3 eine Draufsicht auf die modulare Platte nach Fig. 2;
Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie I-I in Fig. 3 der modularen Platte nach Fig. 2;
Fig. 5 eine teilweise nach der Linie II-II in Fig. 3 geschnittene Seitenansicht der modularen Platte nach Fig. 2;
Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 5 der modularen Platte nach Fig. 2;
Fig. 7 einen Querschnitt eines Abschnittes des Wärmetauschers nach Fig. 1 umfassend ein Paar modulare Platten, die nach der Linie IV-IV in Fig. 3 geschnitten sind.
Gemäß Fig. 1 ist ein Boiler mit einem Brenner 2, zum Beispiel einem Brenner der Vormisch-Bauart, sowie mit einem Wärmetauscher 3 gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung, der in an sich bekannter Weise unterstützt ist, allgemein mit der Bezugszahl 1 bezeichnet.
Der Wärmetauscher 3 umfaßt mehrere, konstruktiv identische modulare Platten 4, die paketartig zusammengebaut sind. Die modularen Platten 4 bewirken einen Wärmeaustausch zwischen den Verbrennungsgasen, die aus dem Brenner 2 austreten, und einer geeigneten Wärmeträgerflüssigkeit, zum Beispiel Wasser.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt der Boiler 1 eine Verbrennungszone 5 stromabwärts vom Brenner 2. Die Verbrennungszone 5 wird mit Verbrennungsluft von einem Gebläse 6 und mit einem brennbaren Gas von einer Gasleitung 7 gespeist, die mit einem Abschaltventil 8 versehen ist. Die Verbrennungsluft und das brennbare Gas werden mittels eines Venturi-Rohres 9 innig vermischt.
Gemäß Fig. 1 umfaßt der Wärmetauscher 3 drei modulare Platten 4, die fluiddicht und reziprok an entsprechenden Sammelrohren 10 zum Verteilen und Sammeln der Wärmeträgerflüssigkeit in die und aus den Platten 4 einander zugeordnet sind. Jedes Sammelrohr 10 ragt einstückig von einem proximalen Ende 11 jeder modularen Platte 4 weg und umfaßt eine Einlaßöffnung 13 und eine Auslaßöffnung 15 der Flüssigkeit in die und aus der Platte 4.
Ferner umfaßt jede modulare Platte 4 eine Öffnung 21 zum Ermöglichen eines Gasstromes, was nachfolgend noch im einzelnen erläutert ist. Zwischen jedem Paar benachbarte modulare Platten 4 ist ein Spalt 45 angeordnet, der dazu bestimmt ist, eine Gasströmung zu ermöglichen, und Teil eines Gas-Strömungspfades G in dem Wärmetauscher 3 bildet (Fig. 7).
Eine Rücklaufleitung 12 zum Fördern der Wärmeträgerflüssigkeit zurück in den Wärmetauscher 3 ist in an sich bekannter Weise an den Wärmetauscher 3 angeschlossen und steht in Fluidverbindung mit der Einlaßöffnung 13 der modularen Platte 4, die in unterster Position angeordnet ist. Eine Speiseleitung 14 zum Abgeben der Wärmeträgerflüssigkeit aus dem Wärmetauscher 3 steht in Fluidverbindung mit der Auslaßöffnung 15 der modularen Platte 4, die in höchster Position angeordnet ist.
Der Boiler 1 hat ferner eine Abgasleitung 16 zum Abgeben der Verbrennungsgase aus dem Wärmetauscher 3 sowie ein Sammelrohr 17 zum Sammeln des Kondensates. Die Abgasleitung 16 und das Sammelrohr 17 sind stromabwärts des Wärmetauschers 3 angeordnet.
Somit ist im Wärmetauscher 3 ein Flüssigkeits-Strömungspfad L gebildet, der sich im wesentlichen zick-zack-förmig zwischen der Einlaßöffnung 13 und der Auslaßöffnung 15 für die Wärmeträgerflüssigkeit in den und aus den Wärmetauscher 3 erstreckt, und ferner ist der erwähnte Gas-Strömungspfad G in dem Wärmetauscher gebildet, der sich ebenfalls im wesentlichen zick-zack-förmig erstreckt und im wesentlichen den Flüssigkeits-Strömungspfad L kreuzt, welcher zwischen den Platten 4 ausgebildet ist. Insbesondere erstreckt sich der Flüssigkeits-Strömungspfad L mindestens teilweise in jeder Platte in Richtung im wesentlichen parallel zur Längsachse X-X der Platte 4: dieser Abschnitt des Flüssigkeits-Strömungspfades L ist generell mit dem Buchstaben L' in Fig. 6 bezeichnet.
Dank der Anordnung des Wärmetauschers 3 in dem Boiler 1 kann mögliches Kondensat leicht durch den Wärmetauscher 3 abgeführt und in dem Sammelrohr 17 gesammelt werden.
Vorzugsweise sind die modularen Platten 4 des Wärmetauschers 3 aus Gießwerkstoffen unterschiedlicher Wärme- und Korrosionsbeständigkeit hergestellt. Insbesondere sind die modularen Platten 4, welche nahe dem Brenner 2 positioniert sind, aus Metallwerkstoffen höherer Wärmebeständigkeit, zum Beispiel Gußeisen, hergestellt, während die modularen Platten 4, die am weitesten entfernt vom Brenner 2 angeordnet sind, wo eine größere Korrosionsgefahr besteht, aus Metallwerkstoffen höchster Qualität und somit höherer Korrosionsbeständigkeit, zum Beispiel Aluminium, hergestellt sind.
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht der modularen Wärmetauscherplatte 4.
Gemäß der Erfindung umfaßt die modulare Platte 4 einen im wesentlichen plattenförmigen Hohlkörper 18, der einstückig aus Gießmetall, wie Gußeisen, welches in dem sogenannten "Sandguß-Verfahren" in einer Form um einen Kern gegossen ist, der vorzugsweise aus einer üblichen Mischung aus Sand und Kunstharz besteht.
Die modulare Platte 4 umfaßt mindestens einen Abschnitt, der mit mehreren Wärmetauscherelementen 20 versehen ist, die freikragend von dem Hohlkörper 18 wegragen, um die Wärmeaustauschfläche zwischen den Verbrennungsgasen und der Wärmeträgerflüssigkeit zu Vergrößern, sowie mit dem erwähnten Durchlaß 21 zum Ermöglichen einer Gasströmung durch den Hohlkörper 18 seitlich von dem Abschnitt 19.
Wie im einzelnen anhand der Fig. 4 und 5 beschrieben ist, sind die Einlaß- und Auslaßöffnungen 13, 15 für die Flüssigkeit in den und aus dem Hohlkörper 18 gemäß der Erfindung an einem proximalen Ende 11 der modularen Platte 4 angeformt.
Wie in Fig. 6 gezeigt ist, umfaßt der Hohlkörper 18 mindestens einen ersten Kanal 22, der sich in einer ersten Richtung im wesentlichen parallel zur Längsachse X-X der Platte 4 zwischen dem proximalen Ende 11 und einem distalen Ende 23 der Platte 4 zum Fördern der Wärmeträgerflüssigkeit von der Einlaßöffnung 13 zum distalen Ende 23 erstreckt, und mindestens einen zweiten Kanal 24, der in Reihe mit dem ersten Kanal 22 verbunden ist und sich ebenfalls längs der genannten Richtung zwischen dem distalen Ende 23 und dem proximalen Ende 11 zum Fördern der Wärmeträgerflüssigkeit von dem distalen Ende 23 zur Auslaßöffnung 15 erstreckt.
Gemäß der bevorzugten, in Fig. 6 dargestellten Ausführung ist der erste Kanal 22 in dem Hohlkörper 18 nächst dessen Seitenwand 25 und zwischen dieser Wand 25 und einer Innenwand 26 angeordnet.
Der zweite Kanal 24 ist vorzugsweise in einem Hohlkörper 18 nächst der gegenüber dem ersten Kanal 22 liegenden Seitenwand 27 angeordnet.
In der bevorzugten gezeigten Ausführung ist der zweite Kanal 24 zwischen der Seitenwand 27 und einer Trennwand 28 angeordnet, die sich im Hohlkörper 18 erstreckt.
Am proximalen Ende 11 sind der erste Kanal 22 und der zweite Kanal 24 flüssigkeitsdicht mittels einer Wand 29 getrennt, die sich zwischen der Wand 27 und der Trennwand 28 erstreckt.
Gemäß der bevorzugten Ausführung nach Fig. 6 umfaßt der Hohlkörper 18 ferner einen Zwischenkanal 30, der in Reihe mit dem ersten Kanal 22 und dem zweiten Kanal 24 angeordnet ist und vorteilhafter Weise eine Verlängerung des Flüssigkeits-Strömungspfades L' in jeder Platte 4 erlaubt und somit die Wirksamkeit des Wärmetauschers 3 vergrößert.
Vorzugsweise verläuft der Zwischenkanal 30 zick-zack-förmig längs der Quer-Mittelebene π der modularen Platte 4 dank mehrerer innerer Trennwände 31-34 vorbestimmter Länge, wobei die Trennwände 31-34 sämtlich parallel zur Längsachse X-X verlaufen und alternativ von einer inneren proximalen Wand 35 sowie von einer inneren distalen Wand 36 des Hohlkörpers 18 wegragen.
Um die Wärmeaustauschfläche zu vergrößern, hat der von dem ersten Kanal 22 und dem in Reihe damit angeordneten Zwischenkanal 30 gebildete Kanal vorzugsweise eine Gesamtweite, die im wesentlichen gleich der Weite des Abschnitts 19 ist, welcher mit den Wärmetauschelementen 20 der modularen Platte 4 versehen ist.
Gemäß dieser bevorzugten Ausführung der Erfindung, wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt, sind die Einlaßöffnung 13 und die Auslaßöffnung 15 der Flüssigkeit in die und aus der modularen Platte 4 in jeweils strukturell unabhängigen Einlaß- und Auslaßkammern 37, 38, die flüssigkeitsdicht voneinander getrennt sind, zum Beispiel durch eine Trennwand 39, und in dem Sammelrohr 10 der modularen Platte 4 ausgebildet.
Die modulare Platte 4 umfaßt vorzugsweise mehrere Rohrelemente 40, die von der Wand 36 wegragen und im Gießprozeß um Stützelemente des Kernes (fachmännisch als "Kernstützen" bezeichnet) gebildet sind, um die Herstellung der modularen Platte 4 zu ermöglichen. Die rohrförmigen Elemente 40 haben die Funktion, das Herausziehen der modularen Platte 4 aus der Herstellform und das anschließende Entfernen des Kerns aus der modularen Platte 4 zu gestatten. Wenn der Herstellprozeß abgeschlossen ist, werden die rohrförmigen Elemente 40 mittels Kappen 41 abgedichtet, die schematisch in Fig. 3 dargestellt sind.
Gemäß der bevorzugten gezeigten Ausführung erstreckt sich der Abschnitt 19 mit den Wärmetauschelementen 20 auf entgegengesetzten Seiten 42, 43 des Hohlkörpers 18, um die Wärmeaustauschfläche zu vergrößern.
Der Abschnitt mit den Wärmetauschelementen 20 ist darüber hinaus vorzugsweise um einen Winkel α etwa gleich 3° bezüglich der Quer-Mittelebene π der modularen Platte geneigt, um das Abströmen möglichen Kondensationswassers zu erleichtern.
Die Wärmetauschelemente 20 sind vorzugsweise gestaffelt im Abstand voneinander angeordnet, und zwar mit einem Versatz entsprechend einer Teilung p' in einer entsprechenden Anzahl Reihen 20a-20g, die im wesentlichen parallel zur Längsachse X-X der modularen Platten 4 verlaufen, um eine möglichst gleichmäßige Wärmeverteilung zu erzielen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung umfassen die modularen Platten 4 eine erste Gruppe 20' Reihen und eine zweite Gruppe 20" Reihen von Wärmetauschelementen 20, die auf entgegengesetzten Seiten der Längsachse X-X angeordnet sind, wobei die Reihen 20a-20c der ersten Gruppe 20' parallel zur Längsachse X-X bezüglich der Reihen 20d-20g der zweiten Gruppe 20" um eine Länge s versetzt sind, die im wesentlichen der halben Teilung p' der Wärmetauschelemente 20 der zweiten Gruppe 20" entspricht (Fig. 3).
Eine derartige Anordnung der Wärmetauschelemente 20 erlaubt eine vorteilhafte Anordnung Seite an Seite der modularen Platten 4 des gleichen Typs.
Vorzugsweise sind auch die Reihen 20a-20g der Wärmetauschelemente 20 gestaffelt zueinander in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zur Längsachse X-X der modularen Platte 4 angeordnet: in Fig. 3 ist der entsprechende Versatz bzw. die Teilung zwischen den Reihen 20a-20g mit dem Buchstaben p" bezeichnet.
Gemäß Fig. 7, welche einen Abschnitt des Wärmetauschers 3 mit zwei Seite an Seite angeordneten modularen Platten 4 darstellt, kann der Wärmetauscher paketweise durch Plazieren einer ersten modularen Platte und dann Plazieren einer zweiten konstruktiv identischen Platte 4, die jedoch vorher um einen Winkel von 180° um ihre Längsachse X-X von unten nach oben gewendet wurde, benachbart der ersten Platte 4 aufgebaut werden.
Auf diese Weise ist es in vorteilhafter Weise möglich, die Wärmetauschelemente 20 benachbarter Platten 4 reziprok anzuordnen, um einen Spalt 45 von im wesentlichen konstanter Stärke zu schaffen.
Vorzugsweise ist der Durchlaß 21 zum Ermöglichen eines Gasstromes nahe einer Seitenwand angeordnet, im dargestellten Falle nahe der Seitenwand 25 des Hohlkörpers 18 der modularen Platten 4.
Folglich sind zwischen benachbarten Platten 4 zwei im wesentlichen im Quer- oder Kreuzstrom befindliche Strömungspfade gebildet, wobei der Flüssigkeits-Strömungspfad L im wesentlichen zick-zack-förmig zwischen der Einlaßöffnung 13 und der Auslaßöffnung 15 der Flüssigkeit in den und aus dem Wärmetauscher 3 mit Abschnitten verläuft, die sich in Richtung im wesentlichen parallel zur Längsachse X-X erstrecken, während ein Gas- Strömungspfad G ebenfalls im wesentlichen zick-zack-förmig in dem Wärmetauscher 3 umfassend den Spalt 45 zwischen den Wärmetauschelementen 20 der benachbarten modularen Platten 4 gebildet ist.
Gemäß der bevorzugten dargestellten Ausführung erstreckt sich der Gas-Strömungspfad G mindestens teilweise zwischen benachbarten modularen Platten 4 in einer zweiten Richtung Y-Y im wesentlichen senkrecht zur Richtung X-X.
Dank der Tatsache, daß der Flüssigkeits-Strömungspfad L und der Gas-Flüssigkeitspfad G im wesentlichen einander kreuzen, ist der Wärmeaustausch-Wirkungsgrad in vorteilhafter Weise im Vergleich zu dem Wirkungsgrad gesteigert, der mit Wärmeaustauschern nach dem Stand der Technik erzielbar ist.
Dieser Effekt wird noch dadurch vergrößert, daß der Abschnitt des Flüssigkeits- Strömungspfades L' sich ebenfalls im wesentlichen zick-zack-förmig in dem Hohlkörper 18 jeder Platte 4 erstreckt und somit dazu beiträgt, den Wärmeaustausch zwischen dem Gas und der Flüssigkeit zu optimieren.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen von Bedeutung sein.

Claims

1. Gas-Flüssigkeits-Wärmetauscher (3) mit mehreren modularen Wärmetauscherplatten (4), die einen Wärmeaustausch zwischen einem Gas und einer Wärmeträgerflüssigkeit bewirken können, wobei jede modulare Platte (4) umfaßt:

a) einen im wesentlichen plattenförmigen Hohlkörper (18), der einstückig aus Gießmetall gefertigt ist und aufweist:

1. eine Einlaßöffnung (13) und eine Auslaßöffnung (15) für die Flüssigkeit in den und aus dem Hohlkörper (18), wobei die Einlaß- und Auslaßöffnungen (13, 15) an einem proximalen Ende (11) der modularen Platte (4) ausgebildet sind;

2. mindestens einen ersten Kanal (22), der sich in einer ersten Richtung zwischen dem proximalen Ende (11) und einem distalen Ende (23) der modularen Platte (4) zum Fördern der Wärmeträgerflüssigkeit von der Einlaßöffnung (13) zu dem distalen Ende (23) erstreckt;

3. mindestens einen zweiten Kanal (24), der in Reihe mit dem ersten Kanal (22) angeordnet ist und sich in der ersten Richtung zwischen dem distalen Ende (23) und dem proximalen Ende (11) der modularen Platte (4) zum Fördern der Wärmeträgerflüssigkeit von dem distalen Ende (23) zu der Auslaßöffnung (15) erstreckt;

b) mindestens einen mit mehreren Wärmetauschelementen (20) versehenen Abschnitt (19), die freikragend von dem Hohlkörper (18) wegragen, um die Wärmeaustauschfläche zwischen dem Gas und der Wärmeträgerflüssigkeit zu vergrößern;

c) mindestens einen Durchlaß (21) zum Ermöglichen einer Gasströmung, der den Hohlkörper (18) passierend geformt ist, wobei mindestens ein Teilbereich des Abschnittes (19) mit Wärmetauschelementen (20) bestückt ist,

wobei die modularen Platten (4) jeweils paketweise so montiert sind, daß sie einen Flüssigkeits-Strömungspfad (L) und einen Gas-Strömungspfad (G) im Wärmetauscher (3) bilden und die Flüssigkeits-Strömungspfade (L) und die Gas-Strömungspfade (G) mindestens teilweise einander kreuzen.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, bei dem der Flüssigkeits-Strömungspfad (L) im wesentlichen längs eines Zick-Zack-Pfades zwischen der Einlaßöffnung (13) und der Auslaßöffnung (15) der Wärmeträgerflüssigkeit in und aus dem Wärmetauscher (3) verläuft und sich in jeder modularen Platte (4) mindestens teilweise in der ersten Richtung erstreckt.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1, bei dem die Einlaß- und Auslaßöffnungen (13, 15) der Flüssigkeit in und aus den modularen Platten (4) in strukturell unabhängigen Einlaß- und Auslaßkammern (37, 38) ausgebildet sind, die flüssigkeitsdicht voneinander getrennt und einstückig in einem Sammelrohr (10) ausgebildet sind, das sich vom proximalen Ende (11) der modularen Platte (4) weg erstreckt.

4. Wärmetauscher nach Anspruch 3, bei dem die modularen Platten (4) reziprok und fluiddicht an das Sammelrohr (10) angebracht sind.

5. Wärmetauscher nach Anspruch 1, bei dem der mindestens eine erste Kanal (22) in dem Hohlkörper (18) nahe dessen einer Seitenwand (25) ausgebildet ist.

6. Wärmetauscher nach Anspruch 5, bei dem der mindestens eine zweite Kanal (24) in dem Hohlkörper (18) nahe dessen anderer Seitenwand (27) gegenüber dem mindestens einen ersten Kanal (22) ausgebildet ist.

7. Wärmetauscher nach Anspruch 1, bei dem der mindestens eine erste Kanal (22) in dem Hohlkörper (18) nahe einer ersten Stirnfläche (43) des Hohlkörpers ausgebildet ist.

8. Wärmetauscher nach Anspruch 7, bei dem der mindestens eine zweite Kanal (24) in dem Hohlkörper (18) nahe einer Stirnfläche (42) gegenüber dem mindestens einen ersten Kanal (22) ausgebildet ist.

9. Wärmetauscher nach Anspruch 7 oder 8, bei die mindestens einen und zweiten Kanäle (22, 24) eine Weite haben, die im wesentlichen gleich der Weite des mindestens einen Abschnittes (19) ist, der mit den Wärmetauschelementen (20) der modularen Platte (4) versehen ist.

10. Wärmetauscher nach Anspruch 1, bei dem der Hohlkörper (18) ferner mindestens einen Zwischenkanal (30) hat, der in Reihe mit dem mindestens einen ersten Kanal (22) und dem mindestens einen zweiten Kanal (24) angeordnet ist.

11. Wärmetauscher nach Anspruch 10, bei dem der Zwischenkanal (30) im wesentlichen zick-zack-förmig längs der Quermittelebene (π) der modularen Platte (4) verläuft.

12. Wärmetauscher nach Anspruch 1, bei dem der mindestens eine, mit mehreren Wärmeaustauschelementen (20) versehene Abschnitt (19) sich auf entgegengesetzten Stirnseiten (42, 43) des Hohlkörpers (18) erstreckt.

13. Wärmetauscher nach Anspruch 1, bei dem der mindestens eine, mit mehreren Wärmetauschelementen (20) versehene Abschnitt (19) unter einem bestimmten Winkel (α) bezüglich der Quermittelebene (π) der modularen Platte (4) geneigt ist.

14. Wärmetauscher nach Anspruch 1, bei dem die Wärmetauschelemente (20) gestaffelt in einer entsprechenden Anzahl von Reihen (20a-20g) im wesentlichen parallel zu einer Längsachse (X-X) der modularen Platte (4) angeordnet sind.

15. Wärmetauscher nach Anspruch 14, bei dem die Reihen (20a-20g) gestaffelt in im wesentlichen senkrechter Richtung zur Längsachse (X-X) der modularen Platte (4) angeordnet sind.

16. Wärmetauscher nach Anspruch 14 oder 15, bei dem die modularen Platten (4) eine erste (20') und eine zweite Gruppe (20") Reihen (20a-20g) von Wärmetauschelementen (20) umfassen, wobei die erste Gruppe (20') und die zweite Gruppe (20") Reihen (20a-20g) auf entgegengesetzten Seiten der Längsachse (X-X) der modularen Platte (4) angeordnet ist und die Reihen (20a-20c) der ersten Gruppe (20')in Richtung im wesentlichen parallel zur Längsachse (X-X) bezüglich der Reihen (20d-20g) der zweiten Gruppe (20") um eine Länge (s) versetzt angeordnet sind, die im wesentlichen der halben Teilung (p') der Wärmetauschelemente (20) der zweiten Gruppe (20") entspricht.

17. Wärmetauscher nach Anspruch 1, bei dem die Wärmetauschelemente (20) im wesentlichen kegelstumpfförmige Gestalt mit einem Neigungswinkel von etwa 2° bis etwa 5° haben.

18. Wärmetauscher nach Anspruch 1, bei dem der Gas-Strömungspfad (G) einen Spalt (45) von etwa konstanter Stärke bildet, der zwischen den Wärmetauschelementen (29) benachbarter modularer Platten (4) herrscht.

19. Wärmetauscher nach Anspruch 18, bei dem der Spalt (45) eine Größe von etwa 1 bis etwa 3 mm hat.

20. Wärmetauscher nach Anspruch 1, bei dem der Durchlaß (21) zum Ermöglichen einer Gasströmung nahe einer Seitenwand (25) des Hohlkörpers (18) der modularen Platten (4) ausgebildet ist.

21. Wärmetauscher nach Anspruch 1, bei dem der Gas-Strömungspfad (G) ein im wesentlichen zick-zack-förmiger Pfad ist.

22. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 21, bei dem der Gas-Strömungspfad sich mindestens teilweise zwischen benachbarten modularen Platten (4) in einer zweiten Richtung (Y-Y) erstreckt, die im wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse (X-X) der modularen Platte (4) verläuft.

23. Wärmetaucher nach Anspruch 1, bei dem mehrere umlaufende Dichtmittel zwischen benachbarten modularen Platten (4) angeordnet sind.

24. Boiler (1) mit einem Brenner (2) und einem Wärmetauscher (3) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 23.

25. Boiler nach Anspruch 24, bei dem die modularen Platten (4) des Wärmetauschers durch Gießen von metallenen Werkstoffen mit unterschiedlicher Wärmebeständigkeit erhalten sind und derart montiert sind, daß die modularen Platten (4) mit größerer Wärmebeständigkeit nächst dem Brenner (2) positioniert sind.

26. Boiler nach Anspruch 24, bei dem die modularen Platten des Wärmetauschers (3) durch Gießen von Metallen unterschiedlicher Korrosionsbeständigkeit erhalten sind und so montiert sind, daß die modularen Platten aus Metallen mit geringerer Korrosionsbeständigkeit nächst dem Brenner positioniert sind.

27. Boiler nach Anspruch 24, der ein Sammelrohr (17) zum Sammeln von Kondensat stromabwärts von dem Wärmetauscher (3) aufweist.

28. Modulare Wärmetauscherplatte (4) zum Bewirken eines Wärmeaustausches zwischen einem Gas und einer Wärmeträgerflüssigkeit, umfassend:

1. eine Einlaßöffnung (13) und eine Auslaßöffnung (15) für die Flüssigkeit in den und aus dem Hohlkörper (18), wobei die Einlaß- und Auslaßöffnungen (13, 14) an einem proximalen Ende (11) der modularen Platte (4) ausgebildet sind;

c) mindestens einen Durchlaß (21) zum Ermöglichen einer Gasströmung, der den Hohlkörper (18) passierend geformt ist, wobei mindestens ein Teilbereich des Abschnittes (19) mit Wärmetauschelementen (20) bestückt ist.

29. Modulare Platte nach Anspruch 28, bei der die Einlaß- und Auslaßöffnungen (13, 15) der Flüssigkeit in und aus den modularen Platten (4) in strukturell unabhängigen Einlaß- und Auslaßkammern (37, 38) definiert sind, die flüssigkeitsdicht voneinander getrennt sind und einstückig in einem Sammelrohr (10) ausgebildet sind, das sich vom proximalen Ende (11) der modularen Platte (4) weg erstreckt.

30. Modulare Platte nach Anspruch 28, bei der der mindestens eine erste Kanal (22) in dem Hohlkörper (13) nahe dessen einer Seitenwand (25) angeordnet ist.

31. Modulare Platte nach Anspruch 30, bei der der mindestens eine zweite Kanal (24) in dem Hohlkörper (18) nahe dessen anderer Seitenwand (27) gegenüber dem mindestens einem ersten Kanal (22) ausgebildet ist.

32. Modulare Platte nach Anspruch 28, bei der der mindestens eine erste Kanal (22) in dem Hohlkörper (18) nahe einer ersten Stirnfläche (43) des Hohlkörpers ausgebildet ist.

33. Modulare Platte nach Anspruch 32, bei der der mindestens eine zweite Kanal in dem Hohlkörper (18) nahe einer Stirnfläche (42) gegenüber dem mindestens einen Kanal (22) ausgebildet ist.

34. Modulare Platte nach Anspruch 32 oder 33, bei der die mindestens einen und zweiten Kanäle (22, 24) eine Weite haben, die im wesentlichen gleich der Weite des mindestens einen Abschnittes (19) ist, der mit den Wärmetauschelementen (20) der modularen Platte (4) versehen ist.

35. Modulare Platte nach Anspruch 28, bei der der Hohlkörper (18) ferner mindestens einen Zwischenkanal (30) hat, der in Reihe mit dem mindestens einen ersten Kanal (22) und dem mindestens einen zweiten Kanal (24) angeordnet ist.

36. Modulare Platte nach Anspruch 35, bei der der Zwischenkanal (30) im wesentlichen zick-zack-förmig längs der Quermittelebene (π) der modularen Platte (4) verläuft.

37. Modulare Platte nach Anspruch 28, bei der der mindestens eine, mit mehreren Wärmetauschelementen (20) versehene Abschnitt (19) sich auf entgegengesetzten Stirnseiten (42, 43) des Hohlkörpers (18) erstreckt.

38. Modulare Platte nach Anspruch 28, bei der mindestens eine, mit mehreren Wärmetauschelementen (20) versehene Abschnitt (19) unter einem bestimmten Winkel (α) bezüglich der Quermittelebene (n) der modularen Platte (4) geneigt ist.

39. Modulare Platte nach Anspruch 28, bei der die Wärmetauschelemente (20) gestaffelt in mehreren Reihen (20a-20g) im wesentlichen parallel zur Längsachse (X-X) der modularen Platte (4) angeordnet sind.

40. Modulare Platte nach Anspruch 39, bei der die Reihen (20a-20g) gestaffelt in Richtung im wesentlichen senkrecht zur Längsachse (X-X) der modularen Platte (4) angeordnet sind.

41. Modulare Platte nach Anspruch 39 oder 40, umfassend eine erste Gruppe (20') und eine zweite Gruppe (20") Reihen (20a-20g) von Wäremetauschelementen (20), wobei die erste Gruppe (20') und die zweite Gruppe (20") von Reihen (20a-20g) auf entgegengesetzten Seiten der Längsachse (X-X) der modularen Platte (4) angordnet ist und die Reihen (20a-20c) der ersten Gruppe (20') versetzt in Richtung im wesentlichen parallel zur Längsachse (X-X) bezüglich der Reihen (20d-20g) der zweiten Gruppe (20") um eine Länge (s) versetzt angeordnet sind, die im wesentlichen der halben Teilung (p') der Wärmetauschelemente (20) der zweiten Gruppe (20") entspricht.

42. Modulare Platte nach Anspruch 28, bei der die Wärmetauschelemente (20) im wesentlichen kegelstumpfförmige Gestalt mit einem Neigungswinkel von etwa 2° bis etwa 5° haben.

43. Modulare Plattee nach Anspruch 28, bei der der Durchlaß (21) zum Ermöglichen einer Gasströmung nahe einer Seitenwand (25) des Hohlkörpers (18) der modularen Platten (4) ausgebildet ist.