DE1860641U

DE1860641U - Waermeaustauscher.

Info

Publication number: DE1860641U
Application number: DE1961L0028942
Authority: DE
Original assignee: Luwa Ltd
Current assignee: Luwa Ltd
Priority date: 1960-03-28
Filing date: 1961-03-13
Publication date: 1962-10-25
Also published as: GB938088A; ES266046A1; CH376944A

Description

Wärmeaustauscher Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher, der sich insbesondere für gasförmige Medien eignete Der

Wärmeaustauscher gmäss der vorliegenden Erfindung eich-

net sich aus durch ein Gehäuse durch in diesem Gehäuse

parallel zueinander angeordnete, gleichgrosse, aufeinan-

dergchichtets, rechteckige Platten, die an jeweils einer

Querkante sowie an den beiden Längskanten jeweils von der

anderenQuernt ausgehend bis über die halbe Kanten

länge hinaus einen in der gleichen Richtung abragenden

aufgebördelten Rand aufweisen, wobei der Rand jeder Platte an die jeweils benachbarte Platte anliegt, sodass die Höhe des Randes den Abstand zwischen den Platten bestimmt

n ein,.. Raim'. geb : Ll-'

und zwischen je zwei benachbarten Platten ein. Ram : gebil-

det ist, der seitlich an Stellen ohne aufgebördelten Rand Oeffnungen aufweist und wobei je zwei benachbarte Platten entgegengesetzt ausgerichtet sind, sodass jeweils der aufgebördelte Rand der einen Querkante an die Querkante ohne auf gebördelten Rand der benachbarten Platte anliegt, und gekennzeichnet durch sich von den miteinander verbundenen Platten zu der Gehäuseinnenwand quer zu den Plattenebenen erstreckende Zwischenwände, die die Oeffnungen an den Querkanten und die jeweils mit diesen durch die Räume zwischen den Platten in Verbindung stehenden Oeffnungen an den Seitenkanten zur getrennten Zu-'und Ableitung von den beiden in wärmeaustauschende Beziehung miteinander zu bringenden Medien voneinander trennen.

Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung dieser Wärmeaustauscher für Luftentfeuchter, bei denen die eintretende Luft unter den Taupunkt abgekühlt wird, zum Wärmeaustausch zwischen der eintretenden warmen und der abgekühlten Luft.

Die Erfindung soll anschliessend anhand der beiliegenden

Zeichnungen beispielsweise näher erläutert werden. Im

einzelnen zeigen :

..

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung die aneinander

anliegenden Platten eines Wärmeaustauschers,

.

Fig. 2 in perspektivischer Darstellung, zwei Platten

desWärmeaustauschers,

Fig. 3 das Prinzipschema eines Luftentfeuchters, Fig. 4 ein Luttentfeuchter im Querschnitt, mit einem

Wärmeaustauscher zum Wärmeaustausch zwischen der

t

angesaugten und der auagestossenen Luft,

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Platte

eines Wärmeaustauschers, und Fig. 6 eine Verbindungsstelle zweier Platten gemäss

Fig. 5 als Schnitt gemäss der Schnittlinie

VI-VI in Fig. 5.

Wie aus Fig. 1 ersehen werden kann, enthält der Wärme-

austauscher rechteckige, übereinanderliegende Platten 2.

Die Platten sind dabei in einem vorgegebenen Abstand voneinander entfernt und teilweise von Rändern umgeben. Die Ränder @ind so angeordnet, dass bei jeder zweiten Platte eine Oeffnung. 5 vorhanden ist, die sich über die gesamte Querkante der entsprechenden Platte erstreckt. Die gleiche Platte besitzt am entgegengesetzten Ende seitliche Oeffnungen 4'und 4". Die beispielsweise durch die seitlichen Oeffnungen 4' der zweituntersten Platte 2' einströmende

Luft gelangt nach Kontakt mit den beiden benachbarten Plat-

ten 2 zu der Oeffnung 3't durch welche sie den Wärmeaue-

-

tausoher verläßt. In ähnlicher Weise gelangt die Luft,

die durch die seitlichen Oeffnungen 4"der untersten Plat-

te 2111 einströmt zu einer stirnseitigen Oeffnung, die der Oeffnung 3'der Platte 2'entspricht, jedoch in Fig. 1 nicht sichtbar ist.

Es ist somit zu ersehen, das das erste Medium, welches durch den Wärmeaustauscher geleitet werden soll, beispielsweise in die Oeffnungen 41 eingeführt wird, und durch die

Oeffnungen 31 austritt. Das zweite Medium, tritt, beispiele-

.

weise in die Oeffnungen 4"ein und aus den nicht sichtba-

ren Oeffnungen an der in der Darstellung rechten Querkan-

te aus.
Zur Zu-und Ableitung von den beiden Medien besitzt der Wärmeaustauscher ein die miteinander verbundenen Platten umgebendes Gehäuse, (in Fig. 1 nicht dargestellt) welches mit den Platten durch Wände verbunden ist, die die einzel-

nen Gruppen von Oeffnungen voneinander trennt. In Fig. 1

-

ist lediglich die Wand 6 schematisch eingezeichnet, die die Oeffnungen 4'von den Oeffnungen 4"trennt. Daneben sind jedoch zwei weitere Wände vorhanden, die die Oeffnengen 4'und 4"von den stirnseitigen Oeffnungen trennen, wie dies auch der Fig. 4 entnommen werden kann.
Der Vorteil des in Fig. 1 gezeigten Wärmeaustauschers besteht darin, dass er aus einfachsten identischen Bauelementen aufgebaut sein kann. Zwei dieser Bauelemente sind beispielsweise in Fig. 2 gezeigt. Die Platten 2 besitzen seitliche hoohgebördelte Ränder 14, wobei diese Ränder sich von der, keinen hochgebördelten Rand aufweisenden Querkante 15 der rechteckigen Platte 2 bis über die Hälfte der Kantenlänge hinaus erstreckt, sodaß zwischen den Enden 16 der hochgebördelten Ränder 14'und der entgegengesetzten

Querkante 17 ein randloser Zwischenraum 18 verbleibt.

,

Fernerhin ist die der ersterwähnten Querkante 15 gegen-

überliegende Kante 17 ebenfalls mit einem hochgebördelten

Rand versehen, der mit 19 bezeichnet ist. Wie aus der Darstellung entnommen werden kann, besitzen die Ränder zunächst einen senkrecht auf der Plattenebene stehenden Teil, dessen Höhe dem gewünschten Abstand der einzelnen Platten des Wärmeaustauschers voneinander entspricht, und einen parallel zu der Plattenebene verlaufenden Randteil, der sich an das obere Ende der vertikalen Randteile anschliesst ; dieser parallel verlaufende Randteil kann jedoch auch weggelassen werden.

Es ist ohne weiteres zu ersehen, dass die beiden in Fig. 2 gezeigten Platten mitei@ander identisch sind, jedoch um 180° gegeneinander versetzt sind. Der in Fig. 1 gezeigte Wärmeaustauscher ist nun aus Platten des in Fig. 2 gezeigten Typs aufgebaut, wobei zwei benachbarte Platten jeweils entgegengesetzt gerichtet sind. Die Richtung der aufgebördelten zur Distanzierung der Platten dienenden Ränder ist jedoch bei allen Platten gleich. Es ist nun auch zu ersehen, dass bei den Kanten 15 die Oeffnungen 3 und bei den freien Kantenteilen 18 die Oeffnungen 4'und 4"entstehen.

Die Platten können beispielsweise*aus dünnem Aluminiumblech

von etwa 0,2 mm Stärke bestehen und durch einen einzigen Verformungsvorgang hergestellt werden. Beliebig viele Platten können in der beschriebenen Art und Weise aufeinander

gestapelt and durch eine oder mehrere Schraubbolzen, die

'I.

sich senkrecht durch die Platte erstrecken und gegebenen*)

falls an Deckplatten-anliegen, miteinander verbttndM werben.

Zur Abdichtung ist eu ausrend, wm ? die Fu<tt ti. aem

Lack überstrichen oder besprüht werden. Diese Art der Abdichtung ist insbesondere dann ausreichende wenn nur ge-

ringeDruckunterschiede zwischen den beiden Medien bestehen

und auch kleine Undichtigkeiten keinen nachteiligen Einfluß

auf die Funktion ausüben. Da der Abstand zwischen den einzel-

nen Platten relativ klein gehalten werden kann, z. B. 2 mm,

ist es möglich p in einem relativ kleinen Wärmeaustauscher

menrere Quadratmeter Wärmeaustauschfläche unterzubringen.

.

Der beschriebene Wärmeaustauscher eignet sich besonders

für den Wärmeaustausch bei Luftantfeuchtern. Zur Erläute-

rung dieser Verwend-ung soll ein Luftentfeuchter anhand

von Fig. 3 näher erläutert werden.

In den meist vorkommenden Fällen beträgt die relative Luftfeuchtigkeit der zu trocknenden Luft bei der gegebenen Lufttemperatur nicht 100% sondern beispielsweise 90% oder

80%. Bevor eine Waaserabsche'Ldung durch Abkühlung erreicht

wird 9 muss daher die Luft bis auf eine Temperatur abgekühlt

werden,, bei welcher bei der gegebenen absoluten Feuchtig-

keitsmenge die relative Feuchtigkeit 100% beträgt. Zu dieser Vorabkühlung kann nun ein eigener Wärmeaustauscher vorgesehen werden.
Bei dem schematisch in Fig. 3 gezeigten Luftentfeuchter gelangt die Luft über einen Filter 21 und eine Leitung 23 als erstes Medium zu dem Wärmeaustauscher l. Im Anschluß an diesen Wärmeaustauscher 1 gelangt diese Luft über eine Leitung 24 zu einem Verdampfer 5 eines Arbeitsmedium, der die Luft unter dem Taupunkt abkühlt, wobei ein entsprechend grosser Teil der Feuchtigkeit ausfällt. Die abgekühlte Luft gelangt nun über eine Leitung 26, als zweites Medium wieder zu dem Wärmeaustauscher 1, wie dies schematisch dargestellt ist und nach Durchströmen des Wärmeaustauschers über eine Leitung 28 zu einem Kondensator 29 für das Arbeitsmedium und anschliessend zu einem. Ventilator 30, der in dem bisher beschriebenen System einen Unterdruck erzeugt, der die Luft durch das System saugt.

Aus der Zeichnung ist zu ersehen, dass der Kondensator und der Verdampfer durch zwei Leitungen 31 und 32 miteinander verbünden sind, wobei in der Leitung 32 ein Kompressor 33 und in die Leitung 31 eine Entspannungsdüse eingeschlossen ist. Das aus den Teilen 25 und 29, 31, 32, 33 und 34 bestehende geschlossene Kühlsystem dient zur Abkühlung und Wiederaufwärmung der durch die Leitung 24 ankommenden Luft, wobei das Arbeitsmedium nach Kompression durch den Kompressor seinerseits in den Kondensator 29 durch die abströmende Luft abge-

kühltwird.

Es ist zu ersehen, dass die durch die Leitung 23 in den

Wärmeaustauscher eintretende Luft abgekühlt wird und zwar

durch die den Verdampfer 25 verlassende Luft. Vorzugsweise

wird die durch die Leitung 23 in den Wärmeaustauscher l ge-

langende Luft soweit abgekühlte das die relative Feuchtig-

keit der abgekühlten, durch die Leitung 24 ausbretende Luft

etwa 100 % beträgt.

Der Verdampfer 25 und der Kondensator 29 sind in bekannter

Weise als Wa-rmeausbauacher ausgebildet wobei jedoch das

System dieser V/ärmeaustß. uaoher soweit aa für das Kühlmittel

bestimmtist p hermetisch gegen die Aussenwelt abgeschlossen

sein muss p da das Kühlmittel unter einem Druck steht, der

sich von dem A ! : moaphärendruck erheblich unterscheiden kann.

Entsprechend sind diese beiden Wärmeaustauscher 25 und 29

relativ teuer. Im Gegensatz hiersu ist der Wärmeaustauscher

1 einfach und billig, da. beide Systeme von Luft durchströmt

werden, die praktisch unter dorn gleichen Druck steht o Bei

gegebenerLeistung eines Luf'bei'cu. e. tars kann Domit für

eineVorabj ühlung der Luft in d Wm : aeauatauscher l die

wirksame Oberfläche des Verdampfers 25 gegenüber einer

ordnung die der Wärmeaustauscher 1 nicht aufweistj, entspre-

chendherabgesetzt werden.

Fig. 4. zeigt einen Luftentfeuchter mit den Wärmeaustausch

t

platten der Fie. 1 i'. n Vertikalschnitt. Zentral in dem Auß"

sengehäuse 40, welches auch als Cehäu'ss für den Lu. ftentfeu. ch-

ter dient, sind die 'ärueauBt'. uechpla ton vorgeaahsn. D'ntt.'-'

halb der Platten befindet sich der Verdampfer 2 urd ober-

halb deaHelbe.' ; i der Kondensator 29.

Die Verbindungsleitungen zwiauhen de.. n Kondensabür und dem vier-

dampfer sind in Fi. 4 nicht gezeigt. Es sind zwei verschiede-

nePlatten dargestellt, aodaas der Stromungeweg der Luft nr-

keniibar is, b. Ls sei angertommenp dass die in

der rechten Hälfte der Zeichnung sichtbare rlatte des Wärme-

austauschers auf der linken Seite entfernt wurde : sodass die

darunterliegende Platte sichtbar ist.

C>

Es ist zu ersehen,, dass die beiden Enden des. ärmeaustauBChers

durch eine Wand 3 voneinander getrennt sind, die der Wand 6

in Figo 1 entspricht.

Die Luft &tx'Smt drch seitliche Oeff nungen . 1 in das Gehäuse

Fig.

Die Ltift

40ein und ßclangt wie dies durch die Pfeile 2 varanschau-

..

lichtist, durch die Platten su cem Verdampfero Die den Ver-

kampfer 25 Terlaesende Luft gelaugt, durch die übrigen Platten

. >-c'urch die übr"gen

zu. dem Kondensator 29s. in eine Kaamer 48, die zufolge des

Gebläses30 unter ejlem Unterdruck Hteht, was die luft durch

die gezeigte Anordnung-saugt. Die Luft wird durch das Gebläse

30 wieder ins Freie befördert. Das sich an den Verdampfer

25 niederschltigende Wasser sammelt sich an dem Boden 47 des

Gehäuses 40p und kann periodisch beispielsweise durch den ver-

schließbaren Stutzen 4C'abge-'-lassen werden.

..

In Fig. 5 ist ein weiteres Auaführungsbeiapiel einer Platte

eines Viärmeaustauseliers gezeigt o Die in Fig. 5 gezeigte Platte

unterscheidet sich von den in Fig. 2 gezeigten Platten nur da-

durch, dass an den Stelleh der Kanten an denen kein nach oben

aufgebördelter Rand vorgesehen ist 9 je eine Lasche 50,51 nach

unten abragt. Diese Laschen legen sich an Randteile des da-

unterliegenden Bleches an, wie dies aus Fig'. 6 ersehen werden

kann. 1) ie nach unten abragende I, asche 50 umgreift den hochge-

bördelten Rand 53 der darunterliegenden Platte 52 ; durch diese

Masanahme wird die Haftung benachbarter Platten aneinander

verbessert. Die Ränder und Laschen bewirken auch eine mechani-

sche Versteifung der Platten.

Aus Fig. 5 ist ferner zu erache.. daes die Platte eine zentra-

le Oeffnung aufweist. Diese Ooffnung dient zum Durchstecken

einer Schraube oder eines Bolzens, mit welchem die genannte

Plattenanvrdnung zusamnengehalten bzvlo der \ ! ärmeaustauscher

an den übrigen Bauelementen z. B. des Luftentfeuchters befestigt

..

werdenkann.

Claims

- r a < n t aneprüohe ! It 11 a n 8 p

1. Wärmeaustauscher, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, durch in diesem Gehäuse parallel zueinander angeordnete, gleichgrosse aufeinandergeschichtete, rechteckige Platten, die an jeweils einer Querkante sowie an den beiden Längskanten jeweils von der anderen Querkante ausgehend bis Über die halbe Kantenlänge hinaus einen in der gleichen Richtung abragenden auf gebördelten Rand aufweisen, wobei der Rand jeder Platte an die jeweils benachbarte Platte anliegt, aodass die Höhe des Randes den Abstand zwischen den Platten bestimmt und zwischen je zwei benachbarten Platten ein Raum gebildet ist, der seitlich an Stellen ohne aufgebördelten Rand Oeffnungen aufweist, und wobei je zwei benachbarte Platten entgegengesetzt ausgerichtet sind, sodaß jeweils der auf gebördelte Rand der einen-Querkante an die Querkante ohne aufgebördelten Rand der benachbarten Platte anliegt, und gekennzeichnet durch sich von den miteinander verbundenen Platten zu der Gehäuseinnenwand quer zu den Plattenebenen erstreckende Zwischenwände, die die Oeffnungen an den Querkanten und die jeweils mit diesen durch die Räume zwischen de. n Platten in Verbindung stehenden Oefinungen an den Seitenkanten zur getrennen Zu-und Ableitung von den beiden in wärmeaustausuchende Beziehung miteinander zu bringenden Medien voneinander trennen.

2. Verwendung des Wärmeaustauschers gemäas Patentanspruch 1 in Lufteatfeuohtern, bei denen die eintretende Luft unter den Taupunkt abgekühlt wird, zum Wärmeaustausch zwischen der eintretenden warmen und der abgekühlten Luft.

3. Wärmeaustauscher nach Patentanspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass alle Platten mindestens eine Oeffnung aufweisen, durch die ein Seift hindurchgesteokt ist, der die Platten miteinanderverbindet. I 4. Wärmeaustauscher nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hochgebördelten Ränder jeder Platte mit den benach-

barten Platten durch einen von aussen angebrachten Lack abgedichtet sind.

5. Wärmeaustauscher nach Patentanspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder Platte zusätzlich zu den auf gebördelten Rändern an den Kantenstellen, die keinen derartigen augebördelten Rand aufweisen, mindestens zum Teil in entgegengesetztem Richtung abragende Laschen vorgesehen sind, die an den hochgebördelten Rand der jeweils benachbarten Platte anliegen.

6. Wärmeaustauscher nach Patentanspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass der aufgebördelte Rand einen senkrecht von der Platte abragenden Teil aufweist und einen sich an diesen anschliessenden, parallel zu der Platte verlaufenden Teil.