DE112019001351T5

DE112019001351T5 - Plattenwärmetauscher, wärmepumpengerät einschliesslichplattenwärmetauscher, und wärmepumpen-kühl-, heiz- undwarmwasserversorgungssystem einschliesslich wärmepumpengerät

Info

Publication number: DE112019001351T5
Application number: DE112019001351.3T
Authority: DE
Inventors: Faming SUN; Susumu Yoshimura; Yoshitaka EIJIMA; Sho SHIRAISHI; Ryosuke ABE; Masahiro Yokoi; Kazutaka Suzuki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-03-15
Filing date: 2019-02-28
Publication date: 2020-12-03
Anticipated expiration: 2039-03-01
Also published as: CN111837010B; WO2019176566A1; US11662152B2; JPWO2019176566A1; DE112019001351B4; JP6594598B1; US20210055057A1; CN111837010A

Abstract

Ein Plattenwärmetauscher weist Folgendes auf: Eine Vielzahl von Wärmeübertragungsplatten (1, 2), die jeweils an vier Ecken Öffnungen (27 - 30) haben, wobei die Vielzahl der Wärmeübertragungsplatten (1, 2) aufeinander gestapelt sind. Die Vielzahl von Wärmeübertragungsplatten (1, 2) sind teilweise miteinander verlötet, so dass ein erster Strömungsdurchlass (6), durch den erste Fluidströme und ein zweiter Strömungsdurchlass (7), durch den zweite Fluidströme strömen, abwechselnd, mit einer der Vielzahl von Wärmeübertragungsplatten (1, 2) dazwischen angeordnet sind, wobei die Öffnungen (27 - 30) an den vier Ecken miteinander verbunden sind, um erste Kopfstücke (40) zu bilden, durch die das erste Fluid eintritt und abgeführt wird, und zweite Kopfstücke (40), durch die das zweite Fluid eintritt und abgeführt wird. Mindestens eine von zweien der Vielzahl von Wärmeübertragungsplatten (1, 2), zwischen denen der erste Strömungsdurchlass (6) oder der zweite Strömungsdurchlass (7) angeordnet ist, wird durch ein Paar Metallplatten (1a, 1b; 2a, 2b) gebildet, die aufeinander gestapelt sind. Eine der beiden Metallplatten (1b, 2b), die an den zweiten Strömungsdurchlass (7) angrenzen, ist dünner als die andere der beiden Metallplatten (1a, 2a), die an den ersten Strömungsdurchlass (6) angrenzen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Plattenwärmetauscher mit doppelwandigem Aufbau, ein Wärmepumpengerät einschließlich des Plattenwärmetauschers und ein Wärmepumpen-Kühl-, Heiz- und Warmwasserversorgungssystem einschließlich des Wärmepumpengerätes.
STAND DER TECHNIK
Ein bekannter Plattenwärmetauscher hat eine Vielzahl von Wärmeübertragungsplatten, die jeweils Öffnungen an vier Ecken davon und unregelmäßige oder gewellte Oberflächen aufweisen, wobei die Wärmeübertragungsplatten an Außenwandbereichen der Wärmeübertragungsplatten und in Bereichen um die Öffnungen zusammengestapelt und zusammengelötet sind, so dass ein erster Strömungsdurchlass, durch den abwechselnd erste Fluidströme und ein zweiter Strömungsdurchlass, durch den abwechselnd zweite Fluidströme gebildet werden, entstehen. Die Öffnungen an den vier Ecken sind miteinander verbunden, so dass erste (zweite) Kopfstücke entstehen, durch die erste (zweite) Fluidströme in die ersten (zweiten) Strömungsdurchlässe hinein und aus ihnen heraus fließen. Der Plattenwärmetauscher kann so konfiguriert werden, dass jede Wärmeübertragungsplatte eine doppelwandige Struktur mit einem Paar Metallplatten aufweist, die zusammengeführt werden (siehe z.B. Patentdokument 1).
Der Plattenwärmetauscher nach Patentdokument 1 hat die Wärmeübertragungsplatten, die jeweils doppelwandig aufgebaut sind. Daher kommt es selbst dann, wenn z.B. Korrosion oder Gefrieren auftritt und sich in einer der Wärmeübertragungsplatten Brüche bilden, nicht zu einer Durchdringung zwischen den Strömungsdurchlässen und es kann verhindert werden, dass Kältemittel in einen Innenraum entweicht. Auch eine Beschädigung einer Vorrichtung einschließlich des Plattenwärmetauschers kann verhindert werden, indem die Vorrichtung gestoppt wird, wenn nach außen ausgetretene Flüssigkeit von einem Erkennungssensor erkannt wird.
STAND DER TECHNIK
Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP 2014-66 411A
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Mit der Erfindung zu lösende Probleme
Mit der Stapelstruktur von Patentdokument 1 muss dann, wenn eines der beiden zusammengebrachten Metallplattenpaare bricht und Flüssigkeit ausgetreten ist, das Fluid bzw. die Flüssigkeit nach außen abgeführt werden. Daher werden die Metallplattenpaare in engen Kontakt miteinander gebracht, aber nicht metallisch miteinander verbunden. Dementsprechend befindet sich zwischen dem Metallplattenpaar eine Luftschicht, die einen thermischen Widerstand aufweist, der die Wärmeübertragungsleistung deutlich reduziert. Wenn die Metallplattenpaare in engen Kontakt miteinander gebracht werden, um die Wärmeübertragungsleistung zu verbessern, kann das ausgetretene Fluid nicht leicht nach außen abgeleitet und im Außenraum entdeckt werden.
Die vorliegende Erfindung dient der Lösung des oben beschriebenen Problems und bezweckt die Bereitstellung eines Plattenwärmetauschers, eines Wärmepumpengerätes einschließlich des Plattenwärmetauschers und eines Wärmepumpen-Kühl-, Heiz- und Warmwasserversorgungssystems einschließlich des Wärmepumpengerätes, wobei der Plattenwärmetauscher so konfiguriert ist, dass die Verminderung der Wärmeübertragungsleistung, was ein Nachteil einer doppelwandigen Struktur ist, reduziert wird, und zwar so, dass selbst dann, wenn z.B. Korrosion oder Gefrieren auftritt und sich ein Bruch in einer Wärmeübertragungsplatte bildet, Flüssigkeit nach außen abgeleitet werden kann, ohne mit der anderen Flüssigkeit vermischt zu werden, und die ausgetretene Flüssigkeit im Außenraum nachgewiesen werden kann.
Mittel zum Lösen der Probleme
Ein Plattenwärmetauscher nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat eine Vielzahl von Wärmeübertragungsplatten, die jeweils an vier Ecken davon Öffnungen aufweisen, wobei die Vielzahl der Wärmeübertragungsplatten aufeinander gestapelt sind. Die Vielzahl von Wärmeübertragungsplatten sind teilweise miteinander verlötet, so dass ein erster Strömungsdurchlass, durch den erste Fluidströme und ein zweiter Strömungsdurchlass, durch den zweite Fluidströme fließen, abwechselnd angeordnet sind, mit einer der Vielzahl von Wärmeübertragungsplatten dazwischen, wobei die Öffnungen an den vier Ecken miteinander verbunden sind, um erste Kopfstücke zu bilden, durch die das erste Fluid eintritt und abgeführt wird, und zweite Kopfstücke, durch die das zweite Fluid eintritt und abgeführt wird. Mindestens eine von zweien der Vielzahl von Wärmeübertragungsplatten, zwischen denen der erste Strömungsdurchlass oder der zweite Strömungsdurchlass angeordnet ist, wird durch ein Paar Metallplatten gebildet, die aufeinander gestapelt sind. Eine der beiden Metallplatten, die an den zweiten Strömungsdurchlass angrenzen, ist dünner als die andere der beiden Metallplatten, die an den ersten Strömungsdurchlass angrenzen.
Effekt der Erfindung
Der Plattenwärmetauscher nach (der Ausführungsform) der vorliegenden Erfindung ist so gestaltet, dass eine der beiden Metallplatten, die an den zweiten Strömungsdurchlass angrenzt, dünner ist als die andere der beiden Metallplatten, die an den ersten Strömungsdurchlass angrenzt. Wenn die Dicke der Wärmeübertragungsplatte, die an den zweiten Strömungsdurchlass angrenzt, verringert wird, erhöht sich die Effizienz des Wärmeaustauschs zwischen dem ersten und dem zweiten Fluid, so dass die Wärmeaustauschleistung des Plattenwärmetauschers verbessert und die Herstellungskosten gesenkt werden können. Darüber hinaus tritt selbst dann, wenn z.B. Korrosion oder Gefrieren auftritt, zunächst eine Leckage an bzw. aus der Metallplatte auf, die an den zweiten Strömungsdurchlass angrenzt und dünner ist als die Metallplatte, die an den ersten Strömungsdurchlass angrenzt. Daher kann durch die Erkennung der Leckage des zweiten Fluids mit extern installierten Detektionssensoren das Fluid nach außen abgelassen werden, ohne mit dem anderen Fluid vermischt zu werden, und das ausgetretene Fluid kann im Außenraum erkannt werden.
Figurenliste

1 ist eine seitenperspektivische Explosionsansicht eines Plattenwärmetauschers nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine frontalperspektivische Ansicht eines im Plattenwärmetauscher enthaltenen Wärmeübertragungs-Sets gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
3 ist ein Teilschema, das jeweils einen Zwischenraum zwischen Paaren von Metallplatten zeigt, die Wärmeübertragungsplatten bilden, die gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung in den Plattenwärmetauscher eingebaut sind;
4 ist ein Teilschema, das eine erste Modifikation des Raumes zwischen jedem der Paare von Metallplatten darstellt, die die Wärmeübertragungsplatten bilden, die gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung in den Plattenwärmetauscher eingebaut sind;
5 ist ein Teilschema, das eine zweite Modifikation des Raumes zwischen jedem der Metallplattenpaare, die die Wärmeübertragungsplatten im Plattenwärmetauscher gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung bilden, darstellt;
6 ist ein Schnitt durch den im Plattenwärmetauscher nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung enthaltenen Wärmeübertragungs-Set entlang der Linie A-A in 2;
7 ist ein Schnitt durch einen in einem Plattenwärmetauscher enthaltenen Wärmeübertragungs-Set gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung;
8 ist ein Schnitt durch einen Wärmeübertragungs-Set, der in einer Modifikation des Plattenwärmetauschers nach Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung enthalten ist;
9 ist eine Frontalansicht eines Wärmeübertragungs-Sets, der in einem Plattenwärmetauscher nach Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung enthalten ist;
10 ist ein Schnitt des im Plattenwärmetauscher enthaltenen Wärmeübertragungs-Sets nach Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung entlang der Linie A-A in 9;
11 ist eine Frontalansicht eines in einem Plattenwärmetauscher enthaltenen Wärmeübertragungs-Sets gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung;
12 ist ein Schnitt durch den im Plattenwärmetauscher enthaltenen Wärmeübertragungs-Set nach Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung entlang der Linie A-A in 11;
13 ist ein Schnitt durch einen in einem Plattenwärmetauscher enthaltenen Wärmeübertragungs-Set gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung;
14 ist ein Schnitt durch einen Wärmeübertragungs-Set in einem Plattenwärmetauscher nach Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung;
15 ist eine Frontalansicht eines in einem Plattenwärmetauscher enthaltenen Wärmeübertragungs-Sets gemäß Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung;
16 ist ein Schnitt des im Plattenwärmetauscher enthaltenen Wärmeübertragungs-Sets nach Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung entlang der Linie A-A in 15;
17 ist ein Schnitt durch den im Plattenwärmetauscher nach Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung enthaltenen Wärmeübertragungs-Set entlang der Linie B-B in 15;
18 ist eine seitenperspektivische Explosionsansicht eines Plattenwärmetauschers gemäß Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung;
19 ist eine frontalperspektivische Ansicht eines im Plattenwärmetauscher enthaltenen Wärmeübertragungs-Sets gemäß Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung;
20 ist eine frontalperspektivische Ansicht einer im Plattenwärmetauscher enthaltenen Wärmeübertragungsplatte gemäß Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung;
21 ist ein Schnitt des im Plattenwärmetauscher enthaltenen Wärmeübertragungs-Sets nach Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung entlang der Linie A-A in 19;
22 ist ein Schnitt des im Plattenwärmetauscher enthaltenen Wärmeübertragungs-Sets nach Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung entlang der Linie B-B in 19;
23 ist ein Schnitt des im Plattenwärmetauscher enthaltenen Wärmeübertragungs-Sets nach Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung entlang der Linie C-C in 19;
24 ist eine seitenperspektivische Explosionsansicht eines Plattenwärmetauschers nach Ausführungsform 9 der vorliegenden Erfindung;
25 ist eine frontalperspektivische Ansicht eines im Plattenwärmetauscher enthaltenen Wärmeübertragungs-Sets gemäß Ausführungsform 9 der vorliegenden Erfindung;
26 ist eine frontalperspektivische Ansicht einer im Plattenwärmetauscher enthaltenen Wärmeübertragungsplatte gemäß Ausführungsform 9 der vorliegenden Erfindung;
27 ist ein Schnitt des im Plattenwärmetauscher enthaltenen Wärmeübertragungs-Sets nach Ausführungsform 9 der vorliegenden Erfindung entlang der Linie A-A in 25;
28 ist ein Schnitt des im Plattenwärmetauscher enthaltenen Wärmeübertragungs-Sets nach Ausführungsform 9 der vorliegenden Erfindung entlang der Linie B-B in 25, und
29 ist eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Wärmepumpen-Kühl-, Heiz- und Warmwasserversorgungssystems nach Ausführungsform 10 der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung der Ausführungsformen
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung beschränkt sich nicht auf die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen. In den Zeichnungen können die Verhältnisse zwischen den Größen der Bauteile von den tatsächlichen Verhältnissen abweichen.
Obwohl in der folgenden Beschreibung zum besseren Verständnis gegebenenfalls richtungsweisende Begriffe verwendet werden (z.B. „oben“, „unten“, „rechts“, „links“, „vorne“, „hinten“ usw.), dienen diese Begriffe der Beschreibung und schränken die vorliegende Erfindung nicht ein. Darüber hinaus stellen in den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen die Begriffe „oben“, „unten“, „rechts“, „links“, „vorne“ und „hinten“ Richtungen in der Vorderansicht eines Plattenwärmetauschers 100 dar, d.h. Richtungen, wenn der Plattenwärmetauscher 100 in einer Stapelrichtung betrachtet wird, in der die Wärmeübertragungsplatten 1 und 2 gestapelt sind. Darüber hinaus wird bei den Begriffen „Rücksprung“ und „Vorsprung“ ein nach vorne ragender Teil als „Vorsprung“ und ein nach hinten ragender Teil als „Rücksprung“ bezeichnet.
Ausführungsform 1
1 ist eine seitenperspektivische Explosionsansicht des Plattenwärmetauschers 100 nach der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine frontal-perspektivische Ansicht eines im Plattenwärmetauscher 100 enthaltenen Wärmeübertragungs-Sets 200 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. 3 ist ein Teilschema, in dem jeweils ein Zwischenraum zwischen den Metallplattenpaaren (1a und 1b), (2a und 2b), die die Wärmeübertragungsplatten 1 und 2 des Plattenwärmetauschers 100 nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung bilden, dargestellt ist. 4 ist ein Teilschema, das eine erste Änderung des Raumes zwischen jedem der Paare von Metallplatten (1a und 1b), (2a und 2b), die die Wärmeübertragungsplatten 1 und 2 des Plattenwärmetauschers 100 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung bilden, zeigt. 5 ist ein Teilschema, das eine zweite Modifikation des Raumes zwischen jedem der Paare von Metallplatten (1a und 1b), (2a und 2b), die die Wärmeübertragungsplatten 1 und 2 des Plattenwärmetauschers 100 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung bilden, darstellt. 6 ist ein Schnitt des Wärmeübertragungs-Sets 200 des Plattenwärmetauschers 100 nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung entlang der Linie A-A in 2.
In 1 zeigen die gestrichelten Pfeile den Fluss des ersten Fluids und die durchgezogenen Pfeile den Fluss des zweiten Fluids an. In 6 zeigen die durchgezogenen schwarzen Bereiche gelötete Bereiche 52.
Wie in 1 dargestellt, enthält der Plattenwärmetauscher 100 nach Ausführungsform 1 eine Vielzahl von Wärmeübertragungsplatten 1 und 2, die abwechselnd gestapelt sind. Wie in 1 und 2 dargestellt, haben die Wärmeübertragungsplatten 1 und 2 eine rechteckige Form mit abgerundeten Ecken und weisen flache Überlappungsflächen auf. Jede der Wärmeübertragungsplatten 1 und 2 hat an ihren vier Ecken Öffnungen 27 bis 30. Sets der Wärmeübertragungsplatten 1 und 2 werden als Wärmeübertragungs-Sets 200 bezeichnet. In der Ausführungsform 1 haben die Wärmeübertragungsplatten 1 und 2 eine längliche Form mit runden Ecken.
Wie in 6 dargestellt, werden die Wärmeübertragungsplatten 1 und 2 in den Außenwandbereichen 17, die im Folgenden beschrieben werden, und in den Regionen um die Öffnungen 27 bis 30 miteinander verlötet. Um einen Wärmeaustausch zwischen dem ersten Fluid und dem zweiten Fluid zu ermöglichen, wird ein erster Strömungsdurchlass 6, durch den die ersten Fluidströme und ein zweiter Strömungsdurchlass 7, durch den die zweiten Fluidströme fließen, abwechselnd angeordnet, mit einer der Wärmeübertragungsplatten 1 und 2 dazwischen.
Wie in 1 und 2 dargestellt, sind die Öffnungen 27 bis 30 an den vier Ecken miteinander verbunden und bilden die ersten Kopfstücke 40, durch die die ersten Fluidströme in die ersten Strömungsdurchlässe 6 und die zweiten Kopfstücke 41, durch die die zweiten Fluidströme in die zweiten Strömungsdurchlässe 7 ein- und austreten. Um ausreichende Fluidstromgeschwindigkeiten zu gewährleisten und die Leistung zu verbessern, sind die Wärmeübertragungsplatten 1 und 2 so angeordnet, dass ihre langen Seiten sich in eine Richtung erstrecken, in der die Fluidströmung fließt, und ihre kurzen Seiten sich in eine dazu senkrechte Richtung erstrecken.
Die erste Strömungsdurchlässe 6 und die zweiten Strömungsdurchlässe 7 sind mit Innenlamellen 4 bzw. 5 versehen. Die Wärmeübertragungsplatten 1 und 2 haben doppelwandige Strukturen, die durch Zusammenfügen der Metallplattenpaare (1a und 1b), (2a und 2b) erhalten werden. Bei den Innenlamellen 4 und 5 handelt es sich um Lamellen, die zwischen den Metallplattenpaaren (1a und 1b), (2a und 2b) angeordnet sind.
Die Metallplatten 1a und 2a (im Folgenden auch Wärmeübertragungsplatten A genannt) grenzen gemäß 6 an die ersten Strömungsdurchlässe 6, in denen die Innenlamellen 4 vorgesehen sind, und die Metallplatten 1b und 2b (im Folgenden auch Wärmeübertragungsplatten B genannt) an die zweiten Strömungsdurchlässe 7, in denen die Innenlamellen 5 vorgesehen sind.
Das Material der Metallplatten 1a, 1b, 2a und 2b kann z.B. Edelstahl, Kohlenstoffstahl, Aluminium, Kupfer oder eine Legierung davon sein. In der folgenden Beschreibung wird als Material rostfreier Stahl verwendet.
Wie in 1 dargestellt, sind auf den äußersten Flächen der Wärmeübertragungsplatten 1 und 2 in Stapelrichtung eine erste Verstärkungsseitenplatte 13 mit Öffnungen an vier Ecken und eine zweite Verstärkungsseitenplatte 8 vorgesehen. Die erste Verstärkungsseitenplatte 13 und die zweite Verstärkungsseitenplatte 8 haben eine rechteckige Form mit abgerundeten Ecken und weisen flache überlappende Flächen auf. Die erste Verstärkungsseitenplatte 13 befindet sich, wie in 1 dargestellt, auf der vordersten Fläche, die zweite Verstärkungsseitenplatte 8 auf der hintersten Fläche. In der Ausführungsform 1 haben die erste Verstärkungsseitenplatte 13 und die zweite Verstärkungsseitenplatte 8 eine rechteckige Form mit runden Ecken.
Die Öffnungen in der ersten Verstärkungsseitenplatte 13 sind mit einer ersten Einlassleitung12 verbunden, durch die das erste Fluid eintritt, einer ersten Auslassleitung 9, durch die das erste Fluid austritt, einer zweiten Einlassleitung 10, durch die das zweite Fluid eintritt, und einer zweiten Auslassleitung 11, durch die das zweite Fluid austritt.
Wie in 6 dargestellt, haben die Wärmeübertragungsplatten 1 und 2 an ihren Rändern die Außenwandbereiche 17, wobei die Außenwandbereiche 17 in Stapelrichtung gebogen sind.
Das oben beschriebene erste Fluid ist z.B. ein Kältemittel wie R410A, R32, R290, HFOMIX oder CO₂, und das oben beschriebene zweite Fluid ist Wasser, ein Frostschutzmittel wie Ethylenglykol oder Propylenglykol oder eine Mischung davon.
Die Wärmeübertragungsplatten 1 und 2 werden gebildet, indem ein Adhäsionsverhinderungsmaterial (z.B. ein Material, das ein Metalloxid als Hauptkomponente enthält und den Fluss eines Hartlötmaterials blockiert) auf die Paare von Metallplatten (1a und 1b), (2a und 2b) in einem Wärmeaustauschbereich, in dem das erste Fluid und das zweite Fluid Wärme austauschen, aufgetragen wird und ein Hartlot (Hartlötmaterial), das z.B. aus Kupfer besteht, zwischen jedem der Paare von Metallplatten (1a und 1b), (2a und 2b) angeordnet wird. Wie in 6 dargestellt, werden die Metallplatten 1a, 1b, 2a und 2b in den gelöteten Bereichen 52 durch partielles Hartlöten miteinander verbunden, und zwischen den Metallplattenpaaren (1a und 1b), (2a und 2b) werden im Wärmeaustauschbereich Feinstromdurchlässe 16 gebildet.
Nach außen verbundene äußere Strömungsdurchlässe 15 sind zwischen den Außenwandbereichen 17 der Metallplattenpaare (1a und 1b), (2a und 2b) ausgebildet.
Die Feinstromdurchlässe 16 kommunizieren mit den äußeren Strömungsdurchlässen 15, die mit der Außenseite verbunden sind, so dass ausgetretenes Fluid durch die Feinstromdurchlässe 16 fließt und dann durch die äußeren Strömungsdurchlässe 15 nach außen abgeleitet wird.
Wie in 3 dargestellt, kann jedes der Metallplattenpaare (1a und 1b), (2a und 2b) ohne Haftung im Wärmeaustauschbereich zusammengeführt werden, so dass der Feinstromdurchlass 16 über den gesamten Wärmeaustauschbereich gebildet wird. Alternativ kann, wie in 4 dargestellt, jedes der Metallplattenpaare (1a und 1b), (2a und 2b) zusammengebracht werden, indem das Adhäsionsverhinderungsmaterial dazwischen in einem Streifenmuster im Wärmeaustauschbereich aufgetragen wird und das Hartlot, das z.B. aus Kupfer besteht, dazwischen angeordnet wird, so dass eine Vielzahl von Feinstromdurchlässen 16 in einem Streifenmuster gebildet wird. Alternativ kann, wie in 5 dargestellt, jedes der Paare von Metallplatten (1a und 1b), (2a und 2b) zusammengebracht werden, indem das Adhäsionsverhinderungsmaterial dazwischen in einem Gittermuster im Wärmeaustauschbereich aufgetragen wird und das Hartlot aus z.B. Kupfer dazwischen angeordnet wird, so dass eine Vielzahl von Feinstromdurchlässen 16 in einem Gittermuster gebildet werden.
Die äußeren Strömungsdurchlässe 15 werden zwischen den Außenwandbereichen 17 nach einer der oben beschriebenen Methoden gebildet. Die Feinstromdurchlässe 16 und die äußeren Strömungsdurchlässe 15 können stattdessen auch in einem anderen Muster als einem Streifen- oder Gittermuster gebildet werden.
Die Metallplatten 1a, 1b, 2a und 2b sowie die Innenlamellen 4 und 5 gemäß Ausführungsform 1 bestehen zwar aus dem gleichen metallischen Werkstoff, die Werkstoffe sind jedoch nicht darauf beschränkt, und die Metallplatten 1a, 1b, 2a und 2b sowie die Innenlamellen 4 und 5 können stattdessen aus unterschiedlichen Metallen oder plattierten Werkstoffen bestehen.
Die Metallplatten 1a, 1b, 2a und 2b der Wärmeübertragungsplatten 1 und 2 können unabhängig voneinander konstruiert werden. Beispielsweise können die Metallplatten 1b und 2b, die an die zweiten Strömungsdurchlässe 7 (im Folgenden als Wärmeübertragungsplatten B bezeichnet) angrenzen, so ausgelegt werden, dass sie eine geringere Dicke haben als die Metallplatten 1a und 2a, die an die ersten Strömungsdurchlässe 6 (im Folgenden als Wärmeübertragungsplatten A bezeichnet) angrenzen.
Die Art und Weise, in der die Fluide im Plattenwärmetauscher 100 gemäß Ausführungsform 1 fließen, und die Auswirkungen der Feinstromdurchlässe 16 werden nun beschrieben.
Wie in 1 dargestellt, strömt das erste Fluid, das durch die erste Einlassleitung12 eingetreten ist, durch das erste Kopfstück 40 in die ersten Strömungsdurchlässe 6. Das erste Fluid, das in die ersten Strömungsdurchlässe 6 eingetreten ist, durchströmt die Zwischenräume zwischen den Innenlamellen 4 und einem ersten Auslasskopf (nicht dargestellt) und wird durch die erste Auslassleitung 9 abgeführt. In ähnlicher Weise fließt das zweite Fluid durch die zweiten Strömungsdurchlässe 7. Das erste Fluid und das zweite Fluid tauschen Wärme miteinander aus, wobei eine der Wärmeübertragungsplatten 1 und 2 mit den dazwischen liegenden doppelwandigen Strukturen dazwischen liegt.
In den ersten Strömungsdurchlässen 6 sind die Innenlamellen 4 vorgesehen, die eine geringe Lamellenhöhe haben und in einer kleinen Teilung angeordnet sind. Daher kann die Wärmeübertragungsleistung der ersten Strömungsdurchlässe 6 durch die Verbesserung der Wärmeübertragung aufgrund der Reduzierung des Strömungsdurchlass-Durchmessers und des Eintrittskanteneffekts verbessert werden. Dementsprechend wird das erste Fluid, das eine geringere Wärmeübertragungsleistung als das zweite Fluid hat, vorzugsweise durch die ersten Strömungsdurchlässe 6 geleitet. Dadurch können die geringe Wärmeübertragungsleistung des ersten Fluids kompensiert und die Leistung des Plattenwärmetauschers 100 verbessert werden.
Da außerdem die Feinstromdurchlässe 16 zwischen den Metallplattenpaaren (1a und 1b), (2a und 2b) gebildet werden, fließt das erste Fluid, das ausgetreten ist, selbst dann, wenn die an die ersten Strömungsdurchlässe 6 angrenzenden Wärmeübertragungsplatten A, in denen der Druck hoch ist und Korrosion leicht auftritt, beschädigt werden und das erste Fluid, das durch die ersten Strömungsdurchlässe 6 fließt, austritt, durch die Feinstromdurchlässe 16 und wird dann durch die äußeren Strömungsdurchlässe 15 nach außen aus dem Plattenwärmetauscher 100 abgelassen. Dann kann die Leckage des ersten Fluids durch einen extern installierten Detektionssensor erkannt werden. Da die Wärmeübertragungsplatten 1 und 2 zudem doppelwandig aufgebaut sind, kommt das erste Fluid, das ausgetreten ist, nicht mit dem zweiten Fluid in Kontakt, so dass eine Vermischung der Fluide verschiedener Typen verhindert wird.
Die Metallplatten 1a, 1b, 2a und 2b der Wärmeübertragungsplatten 1 und 2 sind unabhängig voneinander so ausgelegt, dass die Wärmeübertragungsplatten A an die ersten Strömungsdurchlässe 6 angrenzen, dass die Wärmeübertragungsplatten B an die zweiten Strömungsdurchlässe 7 angrenzen und dass die Wärmeübertragungsplatten B eine geringere Dicke als die Wärmeübertragungsplatten A haben.
In dem Fall, dass die Wärmeübertragungsplatten B dünner als die Wärmeübertragungsplatten A sind, tritt selbst dann, wenn das zweite Fluid, z.B. Wasser, das durch die zweiten Strömungsdurchlässe 7 strömt, gefriert, die Leckage aus den Wärmeübertragungsplatten B, die dünner als die Wärmeübertragungsplatten A sind, zuerst auf. Daher kann durch die Erkennung einer Leckage des zweiten Fluids mit extern installierten Detektionssensoren eine Leckage des ersten Fluids, das ein Kältemittel wie R410A, R32, R290, HFOMIX oder CO₂ ist, verhindert werden.
Darüber hinaus wird bei einer Verringerung der Dicke der Wärmeübertragungsplatten B die Effizienz des Wärmeaustausches zwischen dem ersten und dem zweiten Fluid erhöht, so dass die Wärmeaustauschleistung des Plattenwärmetauschers 100 verbessert und die Herstellungskosten gesenkt werden können.
Wie oben beschrieben, hat der Plattenwärmetauscher 100 die Vielzahl der Wärmeübertragungsplatten 1 und 2, die an ihren vier Ecken jeweils die Öffnungen 27 bis 30 haben, wobei die Wärmeübertragungsplatten 1 und 2 zusammen gestapelt sind. Die Wärmeübertragungsplatten 1 und 2 sind teilweise miteinander verlötet, so dass der erste Strömungsdurchlass 6, durch den die ersten Fluidströme und der zweite Strömungsdurchlass 7, durch den die zweiten Fluidströme fließen, abwechselnd, mit einer der Wärmeübertragungsplatten 1 und 2 dazwischen, angeordnet sind. Die Öffnungen 27 bis 30 an den vier Ecken sind miteinander verbunden und bilden die ersten Kopfstücke 40, durch die das erste Fluid eintritt und abfließt, und die zweiten Kopfstücke 41, durch die das zweite Fluid eintritt und abfließt. Mindestens eine der Wärmeübertragungsplatten 1 und 2, zwischen denen der erste Strömungsdurchlass 6 oder der zweite Strömungsdurchlass 7 angeordnet ist, wird durch ein Paar Metallplatten (1a und 1b) oder (2a und 2b) gebildet, die aufeinander gestapelt sind. Eine Metallplatte 1b oder 2b des Metallplattenpaares (1a und 1b) oder (2a und 2b), die dem zweiten Strömungsdurchlass 7 benachbart ist, ist dünner als die andere Metallplatte 1a oder 2a des Metallplattenpaares (1a und 1b) oder (2a und 2b), die dem ersten Strömungsdurchlass 6 benachbart ist.
Der Plattenwärmetauscher 100 nach Ausführungsform 1 ist so konfiguriert, dass die Metallplatten 1b und 2b, die an die zweiten Strömungsdurchlässe 7 angrenzen, dünner sind als die Metallplatten 1a und 2a, die an die ersten Strömungsdurchlässe 6 angrenzen. Wenn die Dicke der Metallplatten 1b und 2b, die an die zweiten Strömungsdurchlässe 7 angrenzen, reduziert wird, erhöht sich die Effizienz des Wärmeaustausches zwischen dem ersten und dem zweiten Fluid, so dass die Wärmeaustauschleistung des Plattenwärmetauschers 100 verbessert und die Herstellungskosten gesenkt werden können. In dem Fall, dass die Metallplatten 1b und 2b, wie oben beschrieben, dünner sind als die Metallplatten 1a und 2a, tritt selbst dann, wenn das zweite Fluid, wie z.B. Wasser, das durch die zweiten Strömungsdurchlässe 7 fließt, gefriert, zuerst eine Leckage aus den Metallplatten 1b und 2b auf, die dünner sind als die Metallplatten 1a und 2a. Daher kann durch die Erkennung einer Leckage des zweiten Fluids mit den extern installierten Detektionssensoren eine Leckage des ersten Fluids, das ein Kältemittel wie R410A, R32, R290, HFOMIX oder CO₂ ist, verhindert werden.
Ausführungsform 2
Die Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. Die Beschreibung in der Ausführungsform 1 wird nicht wiederholt, und Komponenten, die mit denen in der Ausführungsform 1 identisch sind oder diesen entsprechen, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
7 ist ein Schnitt eines in einem Plattenwärmetauscher 100 enthaltenen Wärmeübertragungs-Sets 200 gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung. 8 ist ein Schnitt durch einen Wärmeübertragungs-Set 200, der in einer Modifikation des Plattenwärmetauschers 100 gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung enthalten ist. Die 7 und 8 entsprechen 6 in Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
Wie in 7 dargestellt, ist der Plattenwärmetauscher 100 nach Ausführungsform 2 so aufgebaut, dass jede Wärmeübertragungsplatte 1 aus einem Paar Metallplatten 1a und 1b und jede Wärmeübertragungsplatte 2 aus einer einzigen Metallplatte 2a besteht. Die Metallplatten 1a, 1b und 2a haben die gleiche Dicke.
Ein Feinstromdurchlass 16 wird zwischen dem Paar Metallplatten 1a und 1b im Wärmeaustauschbereich gebildet. Zwischen den Außenwandbereichen 17 des Paares Metallplatten 1a und 1b entsteht ein äußerer Strömungsdurchlass 15, der mit der Außenseite verbunden ist. Der äußere Strömungsdurchlass 15 kommuniziert mit dem Feinstromdurchlass 16.
Wie in 8 dargestellt, ist der Plattenwärmetauscher 100 nach der Modifikation der Ausführungsform 2 so konfiguriert, dass jede Wärmeübertragungsplatte 2 aus einem Paar Metallplatten 2a und 2b und jede Wärmeübertragungsplatte 1 aus einer einzigen Metallplatte 1a besteht. Die Metallplatten 1a, 1b und 2a haben die gleiche Dicke.
Ein Feinstromdurchlass 16 wird zwischen dem Paar Metallplatten 2a und 2b im Wärmeaustauschbereich gebildet. Zwischen den Außenwandbereichen 17 des Paares Metallplatten 2a und 2b entsteht ein äußerer Strömungsdurchlass 15, der mit der Außenseite verbunden ist. Der äußere Strömungsdurchlass 15 kommuniziert mit dem Feinstromdurchlass 16.
Wenn eine der Wärmeübertragungsplatten 1 und 2, wie oben beschrieben, aus einer einzigen Metallplatte 1a oder 2a besteht, können die Anzahl der an den Metallplatten 1a, 1b, 2a und 2b durchgeführten Prozesse reduziert und die Herstellungskosten entsprechend gesenkt werden.
Ausführungsform 3
Die Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. Die Beschreibungen in den Ausführungsformen 1 und 2 werden nicht wiederholt, und Komponenten, die mit denen in den Ausführungsformen 1 und 2 identisch sind oder ihnen entsprechen, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
9 ist eine frontal-perspektivische Ansicht eines in einem Plattenwärmetauscher 100 enthaltenen Wärmeübertragungs-Sets 200 gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung. 10 ist ein Schnitt des im Plattenwärmetauscher 100 enthaltenen Wärmeübertragungs-Sets 200 gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung entlang der Linie A-A in 9.
Wie in 9 und 10 dargestellt, ist der Plattenwärmetauscher 100 nach Ausführungsform 3 so aufgebaut, dass jede Wärmeübertragungsplatte 1 aus einem Paar Metallplatten 1a und 1b und jede Wärmeübertragungsplatte 2 aus einer einzigen Metallplatte 2a besteht. Die Metallplatten 1a und 2a haben eine andere Dicke als die Metallplatte 1b, und die Metallplatte 1b ist dünner als die Metallplatten 1a und 2a.
Ein Feinstromdurchlass 16 wird zwischen dem Paar Metallplatten 1a und 1b im Wärmeaustauschbereich gebildet. Zwischen den Außenwandbereichen 17 des Paares Metallplatten 1a und 1b entsteht ein äußerer Strömungsdurchlass 15, der mit der Außenseite verbunden ist. Der äußere Strömungsdurchlass 15 kommuniziert mit dem Feinstromdurchlass 16.
Wenn eine der Wärmeübertragungsplatten 1 und 2 wie oben beschrieben aus einer einzigen Metallplatte 1a oder 2a besteht, können die Anzahl der an den Metallplatten 1a, 1b, 2a und 2b durchgeführten Prozesse reduziert und die Herstellungskosten entsprechend gesenkt werden.
In dem Fall, dass die Metallplatte 1b, wie oben beschrieben, dünner als die Metallplatten 1a und 2a ist, tritt selbst dann, wenn das zweite Fluid, wie z.B. Wasser, das durch die zweiten Strömungsdurchlässe 7 fließt, gefriert, zuerst eine Leckage aus der Metallplatte 1b auf, die dünner als die Metallplatten 1a und 2a ist. Daher kann durch die Erkennung einer Leckage des zweiten Fluids mit den extern installierten Detektionssensoren eine Leckage des ersten Fluids, das ein Kältemittel wie R410A, R32, R290, HFOMIX oder CO₂ ist, verhindert werden.
Wenn die Dicke der Metallplatten 1b und 2b reduziert wird, erhöht sich außerdem die Effizienz des Wärmeaustausches zwischen dem ersten und dem zweiten Fluid, so dass die Wärmeaustauschleistung des Plattenwärmetauschers 100 verbessert und die Herstellungskosten gesenkt werden können.
Ausführungsform 4
Die Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. Die Beschreibung in den Ausführungsformen 1 bis 3 wird nicht wiederholt, und Komponenten, die denen in den Ausführungsformen 1 bis 3 entsprechen oder gleich sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
11 ist eine frontalperspektivische Ansicht eines in einem Plattenwärmetauscher 100 enthaltenen Wärmeübertragungs-Sets 200 gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung. 12 ist ein Schnitt des im Plattenwärmetauscher 100 enthaltenen Wärmeübertragungs-Sets 200 gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung entlang der Linie A-A in 11.
Wie in 11 und 12 dargestellt, ist der Plattenwärmetauscher 100 nach Ausführungsform 4 so konfiguriert, dass zwischen den Metallplattenpaaren (1a und 1b), (2a und 2b) im Wärmeaustauschbereich Feinstromdurchlässe 16 gebildet werden. Darüber hinaus werden zwischen den Metallplattenpaaren (1a und 1b), (2a und 2b) entlang der inneren Enden der Außenwandbereiche 17 Umfangs-Leckagedurchlässe 14 gebildet, die mit den Feinstromdurchlässen 16 in Verbindung stehen. Die Umfangs-Leckagedurchlässe 14 befinden sich in einem Bereich innerhalb der Außenwandbereiche 17 und außerhalb der Feinstromdurchlässe 16 und sind so ausgebildet, dass die Strömungsdurchlassbreite (Strömungsdurchlassquerschnitt) der Umfangs-Leckagedurchlässe 14 größer ist als die Strömungsdurchlassbreite (Strömungsdurchlassquerschnitt) der Feinstromdurchlässe 16. Die Umfangs-Leckagedurchlässe 14 können so ausgebildet werden, dass sie sich über den gesamten Umfang erstrecken, oder so ausgebildet werden, dass sie sich diskontinuierlich erstrecken.
Nach außen verbundene äußere Strömungsdurchlässe 15 sind zwischen den Außenwandbereichen 17 der Metallplattenpaare (1a und 1b), (2a und 2b) ausgebildet. Die äußeren Strömungsdurchlässe 15 stehen mit den Umfangs-Leckagedurchlässen 14 in Verbindung.
Die Feinstromdurchlässe 16 und die Umfangs-Leckagedurchlässe 14 kommunizieren mit den äußeren Strömungsdurchlässen 15, die mit der Außenseite verbunden sind, so dass ausgetretenes Fluid durch die Feinstromdurchlässe 16 und die Umfangs-Leckagedurchlässe 14 fließt und dann durch die äußeren Strömungsdurchlässe 15 nach außen abgeleitet wird.
In dem Fall, dass die Umfangs-Leckagedurchlässe 14 zwischen den Metallplatten (1a und 1b), (2a und 2b), wie oben beschrieben, gebildet werden, sammeln sich bei Leckage des ersten Fluids die ersten Fluidströme von den Feinstromdurchlässen 16 in den Umfangs-Leckagedurchlässen 14, wo sich das erste ausgetretene Fluid schnell ansammelt. Dann wird das erste Fluid durch die äußeren Strömungsdurchlässe 15, die in der Region außerhalb der Umfangs-Leckagedurchlässe 14 gebildet sind, nach außerhalb des Plattenwärmetauschers 100 abgeleitet. Dementsprechend kann sich das ausgetretene Fluid, selbst wenn einige der äußeren Strömungsdurchlässe 15, die mit der Außenseite verbunden sind, verstopft sind, in den Leckagedurchlässen 14 ansammeln und dann durch die anderen äußeren Strömungsdurchlässe 15 nach außen abgeleitet werden. Da sich die ausgetretene Flüssigkeit in den Umfangs-Leckagedurchlässe 14 ansammelt, kann die Flüssigkeit außerdem mit einer Durchflussrate abgelassen werden, die eine frühere Erkennung der Leckage ermöglicht. Darüber hinaus kann die Anzahl der äußeren Strömungsdurchlässe 15 reduziert werden, so dass die Stelle, an der das Fluid nach außen abgeführt wird, leicht bestimmt werden kann und dass Detektionssensoren zur Erkennung des abgeführten Fluids im Außenraum leicht angeordnet werden können. Darüber hinaus kann die Anzahl der Detektionssensoren reduziert werden, so dass die Kosten gesenkt werden können.
Ausführungsform 5
Die Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. Die Beschreibungen in den Ausführungsformen 1 bis 4 werden nicht wiederholt, und Komponenten, die mit denen in den Ausführungsformen 1 bis 4 identisch sind oder ihnen entsprechen, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
13 ist ein Schnitt eines in einem Plattenwärmetauscher 100 enthaltenen Wärmeübertragungs-Sets 200 gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung. 13 entspricht 6 der Ausführungsform 1.
Wie in 13 dargestellt, ist der Plattenwärmetauscher 100 nach Ausführungsform 5 so konfiguriert, dass die Außenwandbereiche 17 des Metallplattenpaares 1b und 2b miteinander verlötet sind, die Außenwandbereiche 17 jedes Metallplattenpaares (1a und 1b), (2a und 2b) jedoch nicht miteinander verlötet sind. Daher wird in dem Raum zwischen den Außenwandbereichen 17 jedes Metallplattenpaares (1a und 1b), (2a und 2b) über den gesamten Bereich ein äußerer Strömungsdurchlass 15 gebildet, der mit der Außenseite verbunden ist.
Wenn der äußere, mit der Außenseite verbundene Strömungsdurchlass 15 in dem Raum zwischen den Außenwandbereichen 17 jedes der Metallplattenpaare (1a und 1b), (2a und 2b) über den gesamten Bereich davon gebildet wird, kann verhindert werden, dass der äußere Strömungsdurchlass 15 durch das Hartlot, das zwischen den Außenwandbereichen 17 vorgesehen ist und sich am Boden der Außenwandbereiche 17 ansammelt, verstopft wird.
Ausführungsform 6
Die Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. Die Beschreibungen in den Ausführungsformen 1 bis 5 werden nicht wiederholt, und Komponenten, die mit denen in den Ausführungsformen 1 bis 5 identisch sind oder ihnen entsprechen, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
14 ist ein Schnitt eines in einem Plattenwärmetauscher 100 enthaltenen Wärmeübertragungs-Sets 200 gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung. 14 entspricht 6 der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
Wie in 14 dargestellt, ist der Plattenwärmetauscher 100 nach Ausführungsform 6 so aufgebaut, dass die Metallplatten 1b und 2b, die an die zweiten Strömungsdurchlässe 7 angrenzen, mit korrosionsbeständigen Schichten 55 versehen sind. Bei den korrosionsbeständigen Schichten 55 handelt es sich z.B. um Harzüberzugsschichten oder Glasüberzugsschichten.
Wenn die Metallplatten 1b und 2b, die an die zweiten Strömungsdurchlässe 7 angrenzen, mit den korrosionsbeständigen Schichten 55 versehen sind, gelangt Fremdmetall, wie z.B. das Hartlot, nicht in die Wärmeübertragungsplatten 1 und 2, so dass ein Absinken des in die Wärmeübertragungsplatten 1 und 2 eingedrungenen Fremdmetalls durch den Einfluss des zweiten Fluids, das durch die zweiten Strömungsdurchlässe 7 fließt, verhindert werden kann. Die Dicke der korrosionsbeständigen Schichten 55 ist vorzugsweise so gering wie möglich in einem Bereich, in dem das Eindringen des zweiten Fluids verhindert werden kann, und ist vorzugsweise kleiner oder gleich z.B. 50 µm.
Wenn die Metallplatten 1b und 2b, die an die zweiten Strömungsdurchlässe 7 angrenzen, wie oben beschrieben mit den korrosionsbeständigen Schichten 55 versehen werden, kann das Herabfallen des in die Wärmeübertragungsplatten 1 und 2 eingedrungenen Fremdmetalls verhindert werden. Zusätzlich kann die Dicke der Metallplatten 1b und 2b, die an die zweiten Strömungsdurchlässe 7 angrenzen, geringer ausgelegt werden, so dass die Effizienz des Wärmeaustausches zwischen dem ersten und dem zweiten Fluid erhöht wird. Entsprechend können die Wärmeaustauschleistung des Plattenwärmetauschers 100 verbessert und die Herstellungskosten gesenkt werden.
Ausführungsform 7
Die Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. Die Beschreibungen in den Ausführungsformen 1 bis 6 werden nicht wiederholt, und Komponenten, die mit denen in den Ausführungsformen 1 bis 6 identisch sind oder ihnen entsprechen, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
15 ist eine frontal-perspektivische Ansicht eines in einem Plattenwärmetauscher 100 enthaltenen Wärmeübertragungs-Sets 200 gemäß Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung. 16 ist ein Schnitt des im Plattenwärmetauscher 100 enthaltenen Wärmeübertragungs-Sets 200 gemäß Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung entlang der Linie A-A in 15. 17 ist ein Schnitt des im Plattenwärmetauscher 100 enthaltenen Wärmeübertragungs-Sets 200 gemäß Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung entlang der Linie B-B in 15.
Wie in den 15 bis 17 dargestellt, ist der Plattenwärmetauscher 100 nach Ausführungsform 7 so konfiguriert, dass jede Wärmeübertragungsplatte 1 aus einem Paar Metallplatten 1a und 1b und jede Wärmeübertragungsplatte 2 aus einer einzigen Metallplatte 2a besteht. Die Metallplatten 1a und 2a haben eine andere Dicke als die Metallplatte 1b, und die Metallplatte 1b ist dünner als die Metallplatten 1a und 2a.
Wie in 17 dargestellt, weist die Metallplatte 1b Vorsprünge auf, die in Teilen eines Bereiches innerhalb der Außenwandbereiche 17 und außerhalb des Feinstromdurchlasses 16 in Richtung des zweiten Strömungsdurchlasses 7 vorstehen. Wie in 16 dargestellt, hat die Metallplatte 1b keine Vorsprünge, die in anderen Teilen des Bereiches innerhalb der Außenwandbereiche 17 und außerhalb des Feinstromdurchlasses 16 in Richtung des zweiten Strömungsdurchlasses 7 vorsteht. Die Metallplatte 1a hat in der Region innerhalb der Außenwandbereiche 17 und außerhalb des Feinstromdurchlasses 16 keine Vorsprünge in Richtung des zweiten Strömungsdurchlasses 7.
So werden, wie in 15 und 17 dargestellt, Nasspunkte 54 zwischen den Metallplatten 1a und 1b gebildet, indem nur auf Teilen der Metallplatte 1b Vorsprünge gebildet werden. Darüber hinaus werden die äußeren Strömungsdurchlässe 15a und 15b zwischen den Außenwandbereichen 17 des Paares Metallplatten 1a und 1b gebildet. Die äußeren Strömungsdurchlässe 15a sind nicht mit der Außenseite verbunden, und die äußeren Strömungsdurchlässe 15b sind mit der Außenseite verbunden. Somit ist nur ein Teil der äußeren Strömungsdurchlässe 15a und 15b mit der Außenseite verbunden.
Wie oben beschrieben, ist die Metallplatte 1b dünner als die Metallplatten 1a und 2a, und die Nasspunkte 54 sind auf der Metallplatte 1b in Teilen des Bereiches innerhalb der Außenwandbereiche 17 und außerhalb des Feinstromdurchlasses 16 gebildet. Da die Teile der Metallplatte 1b, auf denen die Nasspunkte 54 gebildet werden, eine geringe Dicke haben und Vorsprünge darauf gebildet werden, haben diese Teile eine geringere Festigkeit als die anderen Teile. Daher brechen selbst dann, wenn das zweite Fluid, wie z.B. Wasser, das durch den zweiten Strömungsdurchlass 7 fließt, gefriert, zuerst die Teile der Metallplatte 1b, auf denen die Nasspunkte 54 gebildet werden, und es kommt zuerst zu einer Leckage aus diesen Teilen. Infolgedessen kann durch die Erkennung einer Leckage des zweiten Fluids mit den extern installierten Erkennungssensoren eine Leckage des ersten Fluids, das ein Kältemittel wie R410A, R32, R290, HFOMIX oder CO₂ ist, verhindert werden.
Ausführungsform 8
Die Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. Die Beschreibungen in den Ausführungsformen 1 bis 7 werden nicht wiederholt, und Komponenten, die mit denen in den Ausführungsformen 1 bis 7 identisch sind oder ihnen entsprechen, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
18 ist eine seitenperspektivische Explosionsansicht eines Plattenwärmetauschers 100 nach Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung. 19 ist eine frontal-perspektivische Ansicht eines im Plattenwärmetauscher 100 enthaltenen Wärmeübertragungs-Sets 200 gemäß Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung. 20 ist eine frontalperspektivische Ansicht einer im Plattenwärmetauscher 100 enthaltenen Wärmeübertragungsplatte 2 gemäß Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung. 21 ist ein Schnitt durch das im Plattenwärmetauscher 100 enthaltene Wärmeübertragungs-Set 200 gemäß Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung entlang der Linie A-A in 19. 22 ist ein Schnitt des im Plattenwärmetauscher 100 enthaltenen Wärmeübertragungs-Sets 200 gemäß Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung entlang der Linie B-B in 19. 23 ist ein Schnitt des im Plattenwärmetauscher 100 enthaltenen Wärmeübertragungs-Sets 200 gemäß Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung entlang der Linie C-C in 19.
Wie in 18 bis 23 dargestellt, ist der Plattenwärmetauscher 100 nach Ausführungsform 8 so konfiguriert, dass zwischen dem Paar Metallplatten (1a und 1b) und 2a die Trennwanddurchlässe 31 und 32 gebildet werden, wobei sich die Trennwanddurchlässe 31 und 32 in Längsrichtung erstrecken. Die Trennwanddurchlässe 31 und 32 sind durch die äußeren Strömungsdurchlässe 15 mit der Außenseite verbunden.
In dem Fall, dass die Nasspunkte 54 vorzugsweise vorgesehen sind, kommunizieren die Trennwanddurchlässe 31 und 32 mit einigen der Nasspunkte 54 und sind durch die äußeren Strömungsdurchlässe 15b nach außen verbunden.
Wie in 21 bis 23 dargestellt, werden der Trennwanddurchlass 31 und der Trennwanddurchlass 32 gebildet, indem ein Vorsprung auf der Metallplatte 1a und ein Rücksprung auf der Metallplatte 1b gebildet und die Metallplatte 1a und die Metallplatte 1b miteinander verbunden werden. Wie in 21 dargestellt, kommunizieren der Trennwanddurchlass 31 und der Trennwanddurchlass 32 miteinander.
Jeder erste Strömungsdurchlass 6 wird so geformt, dass die vorstehende Außenwand des entsprechenden Trennwanddurchlasses 31 (oder der Vorsprung auf der entsprechenden Metallplatte 1a) mit der entsprechenden Metallplatte 2a verlötet wird, um eine Trennwand im ersten Strömungsdurchlass 6 zu bilden. Jeder zweite Strömungsdurchlass 7 wird so geformt, dass der Rücksprung in der Außenwand des entsprechenden Trennwanddurchlasses 32 (oder der Rücksprung auf der entsprechenden Metallplatte 1b) mit der entsprechenden Metallplatte 2a verlötet wird, um eine Trennwand im zweiten Strömungsdurchlass 7 zu bilden.
Wie in 19 dargestellt, kann in jedem ersten Strömungsdurchlass 6 aufgrund der Trennwand im ersten Strömungsdurchlass 6 eine U-förmige Strömung gebildet werden. Die U-förmige Strömung im ersten Strömungsdurchlass 6 ist derart, dass das erste Fluid durch die Öffnung 27 in den ersten Strömungsdurchlass 6 eintritt und durch einen zwischen der Trennwand im ersten Strömungsdurchlass 6 und den Außenwandbereichen 17 des ersten Strömungsdurchlasses 6 gebildeten Strömungsdurchlass zur Öffnung 29 hin strömt. Dann macht das erste Fluid eine Wende durch einen Strömungsdurchlass um die Öffnung 29 und die Öffnung 30, strömt zur Öffnung 28 durch einen Strömungsdurchlass, der zwischen der Trennwand im ersten Strömungsdurchlass 6 und den Außenwandbereichen 17 des ersten Strömungsdurchlasses 6 gebildet wird, und wird durch die Öffnung 28 abgeleitet.
Wie in 20 dargestellt, kann in jedem zweiten Strömungsdurchlass 7 aufgrund der Trennwand im zweiten Strömungsdurchlass 7 eine U-förmige Strömung gebildet werden. Die U-förmige Strömung im zweiten Strömungsdurchlass 7 ist derart, dass das zweite Fluid durch die Öffnung 29 in den zweiten Strömungsdurchlass 7 eintritt und durch einen zwischen der Trennwand im zweiten Strömungsdurchlass 7 und den Außenwandbereichen 17 des zweiten Strömungsdurchlasses 7 gebildeten Strömungsdurchlass zur Öffnung 27 hin strömt. Dann macht das zweite Fluid eine Wende durch einen Strömungsdurchlass um die Öffnung 27 und die Öffnung 28, fließt zur Öffnung 30 durch einen Strömungsdurchlass, der zwischen der Trennwand im zweiten Strömungsdurchlass 7 und den Außenwandbereichen 17 des zweiten Strömungsdurchlasses 7 gebildet wird, und wird durch die Öffnung 30 abgeleitet.
Wie oben beschrieben, kommunizieren der Trennwanddurchlass 31 und der Trennwanddurchlass 32 miteinander und sind mit den Nasspunkten 54 und den äußeren Strömungsdurchlässen 15 verbunden. Dementsprechend treten die Fluidströme beim Austritt von Fluid durch den Feinstromdurchlass 16 in die Trennwanddurchlässe 31 und 32, die eine größere Höhe als der Feinstromdurchlass 16 haben, ein, so dass das Fluid schnell nach außen abgeleitet werden kann. Dadurch kann das Fluid mit einer ausreichenden Durchflussmenge abgelassen werden, um die Leckage zu erkennen, und die zur Erkennung der Leckage benötigte Zeit kann reduziert werden. Da zudem durch die Trennwanddurchlässe 31 und 32 die U-förmige Strömung entlang der in der Ebene liegenden Strömungsdurchlässe realisiert werden kann, kann die Breite der in der Ebene liegenden Strömungsdurchlässe deutlich reduziert werden, so dass die Verteilung in der Ebene auf die in der Ebene liegenden Strömungsdurchlässe verbessert werden kann. Entsprechend kann die Wärmeaustauschleistung des Plattenwärmetauschers 100 erhöht werden.
Ausführungsform 9
Die Ausführungsform 9 der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. Die Beschreibungen in den Ausführungsformen 1 bis 8 werden nicht wiederholt, und Komponenten, die mit denen in den Ausführungsformen 1 bis 8 identisch sind oder ihnen entsprechen, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
24 ist eine seitenperspektivische Explosionsansicht eines Plattenwärmetauschers 100 nach Ausführungsform 9 der vorliegenden Erfindung. 25 ist eine frontal-perspektivische Ansicht eines im Plattenwärmetauscher 100 enthaltenen Wärmeübertragungs-Sets 200 gemäß Ausführungsform 9 der vorliegenden Erfindung. 26 ist eine frontalperspektivische Ansicht einer im Plattenwärmetauscher 100 enthaltenen Wärmeübertragungsplatte 2 gemäß Ausführungsform 9 der vorliegenden Erfindung. 27 ist ein Schnitt durch das im Plattenwärmetauscher 100 enthaltene Wärmeübertragungs-Set 200 gemäß Ausführungsform 9 der vorliegenden Erfindung entlang der Linie A-A in 25. 28 ist ein Schnitt des im Plattenwärmetauscher 100 enthaltenen Wärmeübertragungs-Sets 200 gemäß Ausführungsform 9 der vorliegenden Erfindung entlang der Linie B-B in 25.
Wie in den 24 bis 28 dargestellt, ist der Plattenwärmetauscher 100 nach Ausführungsform 9 so konfiguriert, dass zwischen dem Metallplattenpaar (1a und 1b) die Trennwanddurchlässe 31 und 32 gebildet werden, wobei sich die Trennwanddurchlässe 31 und 32 in Längsrichtung erstrecken. Vorzugsweise kommunizieren die Trennwanddurchlässe 31 und 32 mit einigen der Nasspunkte 54 und sind durch die äußeren Strömungsdurchlässe 15b mit der Außenseite verbunden.
Gemäß 24 bis 28 werden die Trennwanddurchlässe 31 und 32 durch Ausformen von Vorsprüngen auf der Metallplatte 1a und Zusammenfügen der Metallplatte 1a und der Metallplatte 1b gebildet.
Obwohl die Trennwanddurchlässe 31 und 32 durch die Bildung von Vorsprüngen auf jeder Metallplatte 1a gebildet werden, wie in den 27 bis 28 dargestellt, sind die Trennwanddurchlässe 31 und 32 nicht darauf beschränkt. Beispielsweise können die Trennwanddurchlässe 31 und 32 stattdessen durch Ausformen eines Vorsprungs auf jeder Metallplatte 1a und eines Rücksprungs auf jeder Metallplatte 2a gebildet werden.
Jeder erste Strömungsdurchlass 6 wird so geformt, dass die vorstehende Außenwand des entsprechenden Trennwanddurchlasses 32 (oder ein Vorsprung auf der entsprechenden Metallplatte 1a) mit der entsprechenden Metallplatte 2a verlötet wird, um eine erste Trennwand im ersten Strömungsdurchlass 6 zu bilden. Darüber hinaus wird jeder erste Strömungsdurchlass 6 so geformt, dass die vorstehende Außenwand des entsprechenden Trennwanddurchlasses 31 (oder der andere Vorsprung auf der entsprechenden Metallplatte 1a) mit der entsprechenden Metallplatte 2a verlötet wird, um eine zweite Trennwand im ersten Strömungsdurchlass 6 zu bilden. Jeder zweite Strömungsdurchlass 7 hat keine Trennwände.
Wie in 25 dargestellt, können in jedem ersten Strömungsdurchlass 6 aufgrund der Trennwände im ersten Strömungsdurchlass 6 zwei U-förmige Strömungen gebildet werden. Die beiden U-förmigen Strömungen im ersten Strömungsdurchlass 6 sind so beschaffen, dass das erste Fluid durch die Öffnung 27 in den ersten Strömungsdurchlass 6 eintritt und durch einen zwischen der ersten Trennwand im ersten Strömungsdurchlass 6 und den Außenwandbereichen 17 des ersten Strömungsdurchlasses 6 gebildeten Strömungsdurchlass zur Öffnung 29 hin strömt. Dann macht das erste Fluid eine erste Wende durch einen Strömungsdurchlass um die Öffnung 29 und entlang der zweiten Trennwand und strömt in Richtung der Öffnung 30 durch einen Strömungsdurchlass, der zwischen der ersten Trennwand und der zweiten Trennwand gebildet wird. Dann macht das erste Fluid eine zweite Wende durch einen Strömungsdurchlass um die Öffnung 30 und entlang der ersten Trennwand, strömt durch einen Strömungsdurchlass, der zwischen der zweiten Trennwand im ersten Strömungsdurchlass 6 und den Außenwandbereichen 17 des ersten Strömungsdurchlasses 6 ausgebildet ist, und wird durch die Öffnung 28 abgeleitet.
Wie in 26 dargestellt, hat jeder zweite Strömungsdurchlass 7 keine Trennwand. Daher tritt das zweite Fluid durch die Öffnung 29 in den zweiten Strömungsdurchlass 7 ein, strömt durch einen zwischen den Außenwandbereichen 17 des zweiten Strömungsdurchlasses 7 gebildeten Strömungsdurchlass kreuzend zur Öffnung 30 und wird durch die Öffnung 30 abgeführt.
Wie oben beschrieben, sind die Trennwanddurchlässe 31 und 32 mit den Nasspunkten 54 und den äußeren Strömungsdurchlässen 15 verbunden. Dementsprechend treten beim Austritt von Fluid die Fluidströme durch den Feinstromdurchlass 16 in die Trennwanddurchlässe 31 und 32, die eine größere Höhe als der Feinstromdurchlass 16 haben, ein, so dass das Fluid schnell nach außen abgeleitet werden kann. Dadurch kann das Fluid mit einer ausreichenden Durchflussmenge abströmen, um die Leckage zu erkennen, und die zur Erkennung der Leckage benötigte Zeit kann reduziert werden. Da zudem durch die Trennwanddurchlässe 31 und 32 die beiden U-förmigen Strömungen entlang der in der Ebene liegenden Strömungsdurchlässe realisiert werden können, kann die Breite der in der Ebene liegenden Strömungsdurchlässe deutlich reduziert werden, so dass die Verteilung in der Ebene auf die in der Ebene liegenden Strömungsdurchlässe verbessert werden kann. Entsprechend kann die Wärmeaustauschleistung des Plattenwärmetauschers 100 erhöht werden.
Ausführungsform 10
Die Ausführungsform 10 der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. Die Beschreibungen in den Ausführungsformen 1 bis 9 werden nicht wiederholt, und Komponenten, die mit denen in den Ausführungsformen 1 bis 9 identisch sind oder ihnen entsprechen, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
29 ist eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Wärmepumpen-Kühl-, Heiz- und Warmwasserversorgungssystems 300 nach Ausführungsform 10 der vorliegenden Erfindung.
Das Wärmepumpen-Kühl-, Heiz- und Warmwasserversorgungssystem 300 nach Ausführungsform 10 hat ein Wärmepumpengerät 26, das in einem Gehäuse untergebracht ist. Das Wärmepumpengerät 26 hat einen Kältemittelkreislauf 24 und einen Wärmeträgerkreislauf 25. Der Kältemittelkreislauf 24 wird gebildet, indem nacheinander ein Kompressor 18, ein zweiter Wärmetauscher 19, eine Druckminderungsvorrichtung 20, die z.B. aus einem Expansionsventil oder einem Kapillarrohr besteht, und ein erster Wärmetauscher 21 mit Leitungen verbunden werden. Der Wärmeträgerkreislauf 25 wird gebildet, indem der erste Wärmetauscher 21, eine Kühl-, Heiz- und Warmwasserversorgungsanlage 23 und eine Pumpe 22, die ein Wärmeträgermedium umwälzt, nacheinander mit Leitungen verbunden werden.
Der erste Wärmetauscher 21 ist der in einer der Ausführungsformen 1 bis 9 beschriebene Plattenwärmetauscher 100 und führt den Wärmeaustausch zwischen dem im Kältemittelkreislauf 24 zirkulierenden Kältemittel und dem im Wärmeträgerkreislauf 25 zirkulierenden Wärmeträger durch. Das im Wärmeträgerkreislauf 25 zirkulierende Wärmeträgermedium kann jedes Fluid sein, das mit dem Kältemittel im Kältemittelkreislauf 24 Wärme austauschen kann, wie z.B. Wasser, Ethylenglykol, Propylenglykol oder eine Mischung davon.
Der Plattenwärmetauscher 100 wird im Kältemittelkreislauf 24 so installiert, dass das Kältemittel die ersten Strömungsdurchlässe 6 durchströmt, deren Wärmeübertragungsleistung höher ist als die der zweiten Strömungsdurchlässe 7, und dass das Wärmemedium die zweiten Strömungsdurchlässe 7 durchströmt.
Der Plattenwärmetauscher 100 ist so konfiguriert, dass bei den Wärmeübertragungsplatten 1 und 2, die die ersten Strömungsdurchlässe 6 und die zweiten Strömungsdurchlässe 7 voneinander trennen, die äußeren Strömungsdurchlässe 15 mit der Außenseite verbunden sind. Der im Kältemittelkreislauf 24 installierte Plattenwärmetauscher 100 ist also so konfiguriert, dass auch bei z.B. Korrosion der ersten Strömungsdurchlässe 6 oder Einfrieren der zweiten Strömungsdurchlässe 7 das Kältemittel, das durch die ersten Strömungsdurchlässe 6 strömt, nicht in die zweiten Strömungsdurchlässe 7 austritt.
Die Kühl-, Heiz- und Warmwasserversorgungsanlage 23 hat einen Warmwasserspeicher (nicht abgebildet) und ein Innengerät (nicht abgebildet), das die Klimatisierung eines Innenraums übernimmt. Als Wärmeträger dient Wasser, das im Kältemittelkreislauf 24 im Wärmeaustausch mit dem Kältemittel steht und dadurch im Plattenwärmetauscher 100 erwärmt wird, und das erwärmte Wasser wird im Warmwasserspeicher (nicht abgebildet) gespeichert. Das Innengerät (nicht abgebildet) kühlt oder heizt den Innenraum, indem es das Wärmemedium im Wärmeträgerkreislauf 25 in einen im Innengerät enthaltenen Wärmetauscher leitet und bewirkt, dass das Wärmemedium Wärme mit der Luft im Innenraum austauscht. Der Aufbau der Kühl-, Heiz- und Warmwasserversorgungsanlage 23 ist nicht auf den oben beschriebenen Aufbau beschränkt, solange Kühl-, Heiz- und Warmwasserversorgungsvorgänge unter Nutzung der Heizenergie des Wärmeträgermediums im Wärmeträgerkreislauf 25 durchgeführt werden können.
Wie oben in den Ausführungsformen 1 bis 9 beschrieben, hat der Plattenwärmetauscher 100 eine hohe Wärmeaustauscheffizienz, und brennbares Kältemittel (z.B. R32, R290 oder HFOMIX) ist darin verwendbar. Darüber hinaus ist der Plattenwärmetauscher 100 stark und sehr zuverlässig. Wenn der Plattenwärmetauscher 100 in das Wärmepumpen-Kühl-, Heiz- und Warmwasserversorgungssystem 300 nach Ausführungsform 10 eingebaut wird, kann dementsprechend ein effizientes Wärmepumpen-Kühl-, Heiz- und Warmwasserversorgungssystem 300 mit reduziertem Stromverbrauch, verbesserten Sicherheitseigenschaften und reduziertem CO2-Ausstoß realisiert werden.
In der Ausführungsform 10 wird das Wärmepumpen-Kühl-, Heiz- und Warmwasserversorgungssystem 300, das den Wärmeaustausch zwischen Kältemittel und Wasser durchführt, als ein Beispiel für ein System beschrieben, für das der Plattenwärmetauscher 100 nach einer der Ausführungsformen 1 bis 9 verwendet werden kann. Der in den Ausführungsformen 1 bis 9 beschriebene Plattenwärmetauscher 100 wird jedoch nicht notwendigerweise für das Wärmepumpen-Kühl-, Heiz- und Warmwasserversorgungssystem 300 verwendet und kann auf verschiedene industrielle und häusliche Geräte verwendet werden, wie z.B. für einen Kühler, einen stromerzeugenden Apparat oder ein Hitzesterilisationsgerät für Lebensmittel.
Als beispielhafte Anwendung der vorliegenden Erfindung kann der in den Ausführungsformen 1 bis 9 beschriebene Plattenwärmetauscher 100 für ein leicht herstellbares Wärmepumpengerät 26 verwendet werden, das eine verbesserte Wärmeaustauschleistung und eine verbesserte Energiesparleistung aufweisen soll.
Bezugszeichenliste

1: Wärmeübertragungsplatte
1a: Metallplatte
1b: Metallplatte
2: Wärmeübertragungsplatte
2a: Metallplatte
2b: Metallplatte
4: Innenlamelle
5: Innenlamelle
6: erster Strömungsdurchlass
7: zweiter Strömungsdurchlass
8: zweite Verstärkungsseitenplatte
9: erste Auslassleitung
10: zweite Einlassleitung
11: zweite Auslassleitung
12: erste Einlassleitung
13: erste Verstärkungsseitenplatte
14: Umfangs-Leckagedurchlass
15: äußerer Strömungsdurchlass
15a: äußerer Strömungsdurchlass
15b: äußerer Strömungsdurchlass
16: Feinstromdurchlass
17: Außenwandbereich
18: Kompressor
19: zweiter Wärmetauscher
20: Druckminderungsvorrichtung
21: erster Wärmetauscher
22: Pumpe
23: Kühl-, Heiz- und Warmwasserversorgungsanlage
24: Kältemittelkreislauf
25: Wärmeträgerkreislauf
26: Wärmepumpengerät
27: Öffnung
28: Öffnung
29: Öffnung
30: Öffnung
31: Trennwanddurchlass
32: Trennwanddurchlass
40: erstes Kopfstück
41: zweites Kopfstück
52: gelöteter Bereich
54: Nasspunkt
55: korrosionsbeständige Schicht
100: Plattenwärmetauscher
200: Wärmeübertragungs-Set
300: Wärmepumpen-Kühl-, Heiz- und Warmwasserversorgungssystem

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2014066411 A [0004]

Claims

Plattenwärmetauscher, der Folgendes aufweist: Eine Vielzahl von Wärmeübertragungsplatten, die jeweils Öffnungen an vier Ecken aufweisen, wobei die Vielzahl von Wärmeübertragungsplatten aufeinander gestapelt sind, wobei die Vielzahl von Wärmeübertragungsplatten teilweise zusammengelötet sind, so dass ein erster Strömungsdurchlass, durch den erste Fluidströme und ein zweiter Strömungsdurchlass, durch den zweite Fluidströme strömen, abwechselnd, mit einer der Vielzahl von Wärmeübertragungsplatten dazwischen angeordnet sind, wobei die Öffnungen an den vier Ecken miteinander verbunden sind, um erste Kopfstücke zu bilden, durch die das erste Fluid eintritt und abgeführt wird, und zweite Kopfstücke, durch die das zweite Fluid eintritt und abgeführt wird, wobei mindestens eine von zweien der Vielzahl von Wärmeübertragungsplatten, zwischen denen der erste Strömungsdurchlass oder der zweite Strömungsdurchlass angeordnet ist, durch ein Paar Metallplatten gebildet wird, die aufeinander gestapelt sind, und wobei von dem Paar Metallplatten eine des Paars Metallplatten, die dem zweiten Strömungsdurchlass benachbart ist, dünner ist als die andere des Paars Metallplatten, die dem ersten Strömungsdurchlass benachbart ist.
Plattenwärmetauscher, der Folgendes aufweist: Eine Vielzahl von Wärmeübertragungsplatten, die jeweils Öffnungen an vier Ecken aufweisen, wobei die Vielzahl von Wärmeübertragungsplatten aufeinander gestapelt sind, wobei die Vielzahl von Wärmeübertragungsplatten teilweise zusammengelötet sind, so dass ein erster Strömungsdurchlass, durch den erste Fluidströme und ein zweiter Strömungsdurchlass, durch den zweite Fluidströme fließen, abwechselnd mit einer der Vielzahl von Wärmeübertragungsplatten dazwischen angeordnet sind, wobei die Öffnungen an den vier Ecken miteinander verbunden sind, um erste Kopfstücke zu bilden, durch die das erste Fluid eintritt und abgeführt wird, und zweite Kopfstücke, durch die das zweite Fluid eintritt und abgeführt wird, wobei mindestens eine von zweien der Vielzahl von Wärmeübertragungsplatten, zwischen denen der erste Strömungsdurchlass oder der zweite Strömungsdurchlass angeordnet ist, durch ein Paar Metallplatten gebildet wird, die aufeinander gestapelt sind, und wobei die Dicken des Metallplattenpaares einander gleich sind.
Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine der beiden aus der Vielzahl der Wärmeübertragungsplatten, zwischen denen der erste Strömungsdurchlass oder der zweite Strömungsdurchlass angeordnet ist, durch eine einzige Metallplatte gebildet wird.
Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der erste Strömungsdurchlass und der zweite Strömungsdurchlass mit Innenlamellen versehen sind.
Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Zwischenraum zwischen dem Paar Metallplatten Folgendes aufweist: einen Feinstromdurchlass, der in einem Wärmeaustauschbereich ausgebildet ist, in dem das erste Fluid und das zweite Fluid Wärme austauschen, und einen Umfangs-Leckagedurchlass, der in einem Bereich außerhalb des Feinstromdurchlasses ausgebildet ist, wobei der Umfangs-Leckagedurchlass mit der Außenwelt kommuniziert.
Plattenwärmetauscher nach Anspruch 5, bei dem ein äußerer, nach außen verbundener Strömungsdurchlass in einem Bereich außerhalb des Umfangs-Leckagedurchlasses vorgesehen ist.
Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei auf einem Bereich einer der Metallplatten ein Vorsprung ausgebildet ist, um einen Nasspunkt zu bilden.
Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei Außenwandbereiche an den Rändern vorgesehen sind, und wobei die Außenwandbereiche nicht miteinander verlötet sind.
Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei korrosionsbeständige Schichten auf Metallplatten vorgesehen sind, zwischen denen der zweite Strömungsdurchlass angeordnet ist.
Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei mindestens eine der beiden Metallplatten einen Vorsprung oder ein Rücksprung aufweist, der zur Bildung eines Trennwanddurchlasses ausgebildet ist.
Plattenwärmetauscher nach Anspruch 10, wobei dann, wenn der Trennwanddurchlass eine Vielzahl von Trennwanddurchlässen beinhaltet, die Vielzahl von Trennwanddurchlässen miteinander kommunizieren.
Plattenwärmetauscher nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Trennwanddurchlass oder jeder der Vielzahl von Trennwanddurchlässen mit dem Nasspunkt auf dem Bereich verbunden ist.
Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei eine Außenwand des Trennwanddurchlasses oder jedes der Vielzahl von Trennwanddurchlässen an eine der Vielzahl von Wärmeübertragungsplatten gelötet ist, um eine Trennwand im ersten Strömungsdurchlass oder im zweiten Strömungsdurchlass zu bilden.
Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei eine in der Ebene liegende Strömung im ersten Strömungsdurchlass oder im zweiten Strömungsdurchlass eine U-förmige Strömung ist.
Wärmepumpengerät, das Folgendes aufweist: Einen Kältemittelkreislauf, in dem ein Kältemittel umgewälzt wird, wobei der Kältemittelkreislauf einen Kompressor, einen Wärmetauscher, eine Druckminderungsvorrichtung und den Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 14 enthält, die miteinander verbunden sind; und einen Wärmeträgerkreislauf, in dem ein Wärmemedium im Kreislauf geführt wird, wobei das Wärmemedium im Plattenwärmetauscher Wärme mit dem Kältemittel austauscht.
Wärmepumpen-Kühl-, Heiz- und Warmwasserversorgungssystem, das Folgendes aufweist: Das Wärmepumpengerät nach Anspruch 15, eine Kühl-, Heiz- und Warmwasserversorgungsanlage, die unter Nutzung der Heizenergie des Wärmeträgermediums Kühl-, Heiz- und Warmwasserversorgungsvorgänge durchführt, und eine Pumpe, die im Wärmeträgerkreislauf vorgesehen ist und das Wärmeträgermedium umwälzt.