DE19706634B4 - Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher - Google Patents

Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher Download PDF

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/26Arrangements for connecting different sections of heat-exchange elements, e.g. of radiators

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Abstract

Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher mit einem Hauptabschnitt (5), den ein zu kühlender Fluidstrom (3) und ein kühlender Fluidstrom (4) gegenläufig durchströmen und der modulartig aus einander gleichen Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten (2) ausgebildet ist, die aus einer Vielzahl unter Belassung eines jeweiligen Abstandes übereinander angeordneter Platten bestehen, die Durchflussschlitze bzw. -spalte aufweisen und in senkrechter Richtung von dem zu kühlenden Fluidstrom und in waagrechter Richtung von dem kühlenden Fluidstrom durchströmt werden, mit einem sich einseitig anschließenden ersten Endabschnitt (6), in dem der zu kühlende Fluidstrom (3) in den Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher (1) eintritt, und mit einem zweiten Endabschnitt (7), der sich an der anderen Seite des Hauptabschnitts (5) anschließt und in dem der zu kühlende Fluidstrom (3) aus dem Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher (1) austritt, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Endabschnitte (6, 7) ebenfalls modulartig aus einander gleichen, den des Hauptabschnitts (5) des Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers (1) entsprechenden Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten (2) ausgebildet sind, dass der kühlende Fluidstrom (4) im ersten Endabschnitt (6) aus dem...

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Bei derartigen Kreuzgegenstromplattenwärmetauschern handelt es sich um rekuperative Wärmerückgewinnungssysteme, die insbesondere bei der Abwärmenutzung, z. B. bei der Nutzung von Industrieabwärme und ähnlichem, bei der Wärmerückgewinnung in klimatechnischen Anlagen und bei der indirekten Verdunstungskühlung über Abluftbefeuchtung zum Einsatz kommen.
  • Einzelne Module eines aus der DE 43 40 849 C2 bekannten Plattenwärmeaustauschers werden durch in Übereinanderlage zu positionierende Platten gebildet. Jede einzelne Platte dieses Plattenwärmeaustauschers hat in Strömungsrichtung und quer zur Strömungsrichtung etwa die Abmessung des Plattenwärmeaustauschers. Die einzelnen Platten des bekannten Plattenwärmeaustauschers werden erst nach dem Zusammenbau mehrerer derartiger Platten zu Vorrichtungen, die eine Wärmeaustauschfunktion realisieren können. Jede Platte bzw. jedes Trennflächenmodul reicht von der Eingangsseite des Plattenwärmeaustauschers bis zu dessen Ausgangsseite.
  • Die DE 78 12 536 U1 zeigt einen Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher, der modulartig aus Kreuzstromwärmetauschereinheiten ausgebildet ist. Sowohl der Primärstrom als auch der Sekundärstrom dieses bekannten Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers durchströmen jeweils nur eine einzige Kreuzstromwärmetauschereinheit. Endabschnitte sind bei diesen bekannten Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher nicht vorgesehen. Eine Wärmeübertragung zwischen dem Primär- und dem Sekundärstrom findet nur im Hauptabschnitt des Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers statt.
  • Aus der DE 34 35 911 A1 ist ein Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher bekannt, bei dem ein dem Wärmeaustausch zwischen zwei Fluidströmen dienender Hauptabschnitt vorgesehen ist, der aus Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten zusammengesetzt ist. Im Bereich dieses Hauptabschnitts des Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers wird thermische Energie aus dem einen Fluidstrom in den anderen Fluidstrom übertragen. Der aus der genannten Druckschrift bekannte Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher hat einen ersten Endabschnitt, in dem der eine Fluidstrom in den Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher eintritt, und einen zweiten Endabschnitt, in dem der erste Fluidstrom aus dem Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher austritt. Darüber hinaus sind zwei weitere Endabschnitte des Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers vorgesehen, wobei durch den „dritten" Endabschnitt der zweite Fluidstrom in den Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher eintritt und durch den „vierten" Endabschnitt dieser zweite Fluidstrom den Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher verlässt.
  • Dem dem Wärmeaustausch zwischen den beiden Fluidströmen dienenden Hauptabschnitt sind in sämtlichen vier Endabschnitten Leitkästen od.dgl. vor- bzw. nachgeschaltet, wobei diese Leitkästen im ersten und zweiten Endabschnitt vom ersten Fluidstrom und im dritten und vierten Endabschnitt vom zweiten Fluidstrom durchströmt werden. Eine Wärmeübertragung zwischen den beiden Fluidströmen findet in diesen Leitkästen nicht statt.
  • Der Erfindung liegt ausgehend von dem vorstehend geschilderten Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, einen Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher zu schaffen, der mit einem vergleichsweise geringen konstruktiv-technischen Aufwand herstellbar und darüber hinaus hinsichtlich seiner Konzeption so ausgelegt ist, dass er in einfacher Weise an unterschiedliche räumliche Gegebenheiten und kapazitive Anforderungen angepasst werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß ergibt sich zum einen eine kompaktere Ausgestaltung des Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers, da auch die beiden Endabschnitte desselben zum Austausch thermischer Energie zwischen den beiden Fluidströmen genutzt werden können. Darüber hinaus bestehen die beiden Endabschnitte aus denselben Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten wie der Hauptabschnitt, so dass schon grundsätzlich ein geringerer konstruktiv-technischer Aufwand bei der Anpassung des erfindungsgemäßen Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers an unterschiedliche räumliche und kapazitive Anforderungen erreicht wird. Des weiteren ist es aufgrund der Ausgestaltung der beiden Endabschnitte mittels derselben Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten, wie im Hauptabschnitt möglich, auch in den Endabschnitten des Kreuzgegenstromplat tenwärmetauschers eine Übertragung thermischer Energie zwischen den beiden Fluidströmen zu erreichen. Der Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers bei Berücksichtigung der Baugröße ist somit grundsätzlich höher als bei aus dem Stand der Technik bekannten derartigen Kreuzgegenstromplattenwärmetauschern.
  • Durch die Verwendung lediglich einer Grundform von Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten, aus denen sowohl die beiden Endabschnitte als auch der Hauptabschnitt des Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers modulartig zusammengestellt werden können, ist zum einen der technisch-konstruktive Aufwand zur Herstellung des erfindungsgemäßen Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers erheblich reduziert, wobei darüber hinaus die Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten, welche zur Ausgestaltung eines Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers eingesetzt werden, hinsichtlich ihrer Anzahl und ihrer gegenseitigen Anordnung variieren können, so dass mittels einer Grundkonzeption für den erfindungsgemäßen Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher unterschiedlichste Anforderungsprofile hinsichtlich des für den Einbau des Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers zur Verfügung stehenden Raums und hinsichtlich der zu installierenden Wärmeaustauschkapazität erfüllt werden können. Dadurch, dass die einzelnen, den erfindungsgemäßen Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher bildenden Module als Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten in Kreuzgegenstromschaltung ausgebildet sind, können höhere Wärmeaustauschgrade im Vergleich zu herkömmlichen Kreuzgegenstromplattenwärmetauschern erreicht werden. Dadurch, dass auch die beiden Endabschnitte aus den einander gleichen Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten gebildet werden, ist es möglich, die den erfindungsgemäßen Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher durch fließenden Fluidströme ohne weitere Einbauten zur Entflechtung der Fluidströme voneinander zu trennen. Insbesondere bisher übliche Schikanen sind nicht mehr erforderlich. Auch dies führt zu einer kompakteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers im Vergleich zum Stand der Technik. Aufgrund der vollständigen Trennung der beiden Fluidströme voneinander innerhalb des erfindungsgemäßen Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers ist eine Übertragung von Feuchtigkeit zwischen den beiden Fluidströmen ausgeschlossen. Daher eignet sich der erfindungsgemäße Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher insbesondere für die indirekte Verdunstungskühlung in Verbindung mit Übersättigung der Abluft, bei der hohe Wärmeaustauschgrade und eine 100%ige Trennung der beiden Fluidströme bzw. der Zu- und der Abluft gefordert werden.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers sind die einzelnen Platten der Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten quadratisch ausgebildet, so dass sich die Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten in besonders einfacher Weise modulartig zu dem erfindungsgemäßen Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher zusammenstellen lassen.
  • Bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers sind die einzelnen modulartigen Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten im Hauptabschnitt des Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers in Strömungshauptrichtung der Fluidströme in mehreren Reihen nebeneinander angeordnet. Benachbarte Reihen von Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten sind mittels Trennwänden voneinander getrennt; gegen die Trennwände liegen die einzelnen Kreuzstrom plattenwärmeaustauscheinheiten mit jeweils einer Eckkante an. Die in einer Reihe nebeneinander angeordneten Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten liegen darüber hinaus mit jeweils einer Eckkante aneinander an, so dass zwischen einem dem kühlenden Fluidstrom zugeordneten Ausgang der einen Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheit und einem dem kühlenden Fluidstrom zugeordneten Eingang der anderen Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheit sowie zwischen einem dem zu kühlenden Fluidstrom zugeordneten Eingang der einen Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheit und einem dem zu kühlenden Fluidstrom zugeordneten Ausgang der anderen Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheit jeweils ein im wesentlichen dreieckiger Zwickelraum entsteht, in dem die Trennung der Teilströme des jeweiligen Fluidstroms aufgehoben ist. Innerhalb dieser im wesentlichen dreieckförmigen Zwickelräume wird die schichtweise Trennung des jeweiligen Fluidstroms aufgehoben, so dass innerhalb dieses Fluidstroms ein Temperaturausgleich möglich ist, bevor dieser Fluidstrom in der folgenden Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheit wiederum schichtweise in Teilströme aufgespalten wird. Ein derartiger Temperaturausgleich ist quasi hinter bzw. vor jeder Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheit möglich. Zur Erhöhung der Wärmeaustauschleistung in Anlagen mit indirekter Verdunstungskühlung kann die Abluft in den dreieckförmigen Zwickelräumen über Hochdruckdüsen nachbefeuchtet und dadurch abgekühlt werden. Somit kann eine noch höhere Abkühlung der Zuluft erreicht werden.
  • Sofern lediglich durch eine Trennwand voneinander getrennte dreieckige Zwickelräume von unterschiedlichen Fluidströmen durchströmt werden, findet auch durch diese Trennwände hindurch ein Wärmeaustausch zwischen dem zu kühlenden und dem kühlenden Fluidstrom statt, so dass sich der Wärmeaustauschgrad des erfindungsgemäßen Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers weiter erhöht.
  • Zur noch kompakteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers ist es vorteilhaft, wenn die Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten in den Endabschnitten des Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers mit ihren einander und den folgenden bzw. vorhergehenden Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten des Hauptabschnitts des Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers zugeordneten, die Eingänge bzw. Ausgänge ausbildenden Umfangsflächen flächig aneinander anliegen, so dass ein Übertritt der in Teilströme aufgespaltenen Fluidströme aus einer Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheit unmittelbar in die andere erfolgt. Durch den wie vorstehend geschildert aus einzelnen Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten modulartig zusammengestellten erfindungsgemäßen Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher erfolgt die Entflechtung der Fluidströme beidseitig des Hauptabschnitts des Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers durch mit den zur Ausgestaltung des Hauptabschnitts verwendeten gleichartigen Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten. Über diese Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten werden die ein- bzw. austretenden Fluidströme auf den Hauptabschnitt des Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers verteilt bzw. von dort gesammelt. Zusätzlich wird bei dem erfindungsgemäßen Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher in beiden Endabschnitten Wärme zwischen den beiden Fluidströmen ausgetauscht. Die bisher erforderliche Entflechtung der beiden Fluidströme ist nicht mehr erforderlich. Darüber hinaus ergibt sich eine äußerst kompakte Bauweise des erfindungsgemäßen Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers. Der Einbau des erfindungsgemäßen Kreuzgegenstrom plattenwärmetauschers z. B. in RLT-Anlagen kann in herkömmlicher Weise erfolgen, wobei als einziger Unterschied ggf. eine größere Baulänge, die abhängig von der Anzahl der zur Zusammenstellung des erfindungsgemäßen Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers eingesetzten Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten ist, berücksichtigt werden muss.
  • Je nach Anforderungsprofil kann der erfindungsgemäße Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher in seinem Hauptabschnitt drei, vier oder auch eine Anzahl von Reihen nebeneinander angeordneter Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten aufweisen. Hierdurch ergibt sich eine praktisch unbegrenzte Anpassbarkeit des erfindungsgemäßen Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers.
  • Darüber hinaus kann jede Reihe des Hauptabschnitts des erfindungsgemäßen Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers eine beliebige Anzahl, vorzugsweise drei bis fünf, Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten aufweisen, so dass sich auch hinsichtlich der Rückwärmzahl und der Baulänge eine variable Anpassung an unterschiedliche Verhältnisse erzielen lässt.
  • Es sei noch einmal darauf hingewiesen, dass die Gesamtkapazität des erfindungsgemäßen Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers mit der Anzahl der insgesamt zu seiner Ausgestaltung eingesetzten Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten zusammenhängt.
  • Eine kompakte Ausgestaltung sowie eine konstruktiv-technisch wenig aufwendige Entflechtung der beiden Fluidströme in den Endabschnitten des erfindungsgemäßen Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers wird erreicht, wenn beide Endabschnitte des erfindungsgemäßen Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers eine etwa dreieckige Anordnung von Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten bilden, wobei eine Spitze der dreieckigen Anordnung zur Eingangs- bzw. Ausgangsseite des erfindungsgemäßen Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers zeigt und an eine die beiden Fluidströme voneinander trennende Trennwand angeschlossen ist, und sämtliche dem einen Fluidstrom zugeordneten Eingänge der Anordnung auf der einen und sämtliche dem anderen Fluidstrom zugeordnete Ausgänge der Anordnung auf der anderen Seite dieser Trennwand angeordnet sind.
  • Es hat sich herausgestellt, dass Aluminiumfolien besonders zur Ausgestaltung der Platten der Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten des erfindungsgemäßen Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers geeignet sind.
  • Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 eine Prinzipdarstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers;
  • 2 eine Prinzipdarstellung einer Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheit des in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers;
  • 3 eine Prinzipdarstellung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers;
  • 4 eine Prinzipdarstellung einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kreuzgegenstromplatten wärmetauschers; und
  • 5 eine Prinzipdarstellung einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers.
  • Ein in 1 im Prinzip dargestellter erfindungsgemäßer Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher 1 setzt sich aus einer Vielzahl von in noch zu beschreibender Weise angeordneten Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten 2 zusammen. Er dient dazu, einem zu kühlenden Fluidstrom 3 den Wärmeinhalt eines kühlenden Fluidstroms 4 zumindest in wesentlichen Anteilen zuzuleiten.
  • Die in 2 im Prinzip dargestellte Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheit 2 besteht aus einer Vielzahl im einzelnen nicht dargestellter und aus einer Aluminiumfolie hergestellter Platten, welche unter Belassung eines Abstandes in großer Zahl übereinander angeordnet sind. Die zwischen den Platten ausgebildeten Spalte sind an jeweils zwei einander gegenüberliegenden Seiten alternierend geschlossen oder offen. Somit ergeben sich wechselweise Durchflussschlitze bzw. -spalte in der in 2 senkrechten und waagerechten Richtung. Die Durchflussschlitze bzw. -spalte in waagerechter Richtung werden von dem kühlenden Fluidstrom durchströmt, wohingegen die Durchflussschlitze bzw. -spalte in senkrechter Richtung von dem zu kühlenden Fluidstrom durchströmt werden. Hierdurch ergibt sich ein intensiver Wärmeaustausch zwischen den beiden Fluidströmen 3, 4, wobei die Wärme aus dem kühlenden Fluidstrom 4 in den zu kühlenden Fluidstrom 3 wandert.
  • Der in 1 dargestellte Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher 1 hat einen Hauptabschnitt 5, an dem sich einseitig ein erster Endabschnitt 6 und an der anderen Seite ein zweiter Endabschnitt 7 anschließt.
  • Der Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher 1 hat zwei Seitenwände 8, 9, zwischen denen in der im folgenden beschriebenen Anordnung die Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten 2 angebracht sind. Die Strömungshauptrichtung 10 des zu kühlenden Fluidstroms 3 und des kühlenden Fluidstroms 4 verläuft parallel zu den beiden Seitenwänden 8, 9.
  • Im Hauptabschnitt 5 des Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers 1 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel drei Reihen 11, 12, 13 von nebeneinander angeordneten Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten 2 vorgesehen. In jeder dieser Reihen 11, 12, 13 sind die Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten 2 mit einer Diagonale parallel zur Strömungshauptrichtung 10 der beiden Fluidströme 3, 4 angeordnet. Mit ihren entsprechend in der Reihenmitte angeordneten Eckkanten 14 liegen die Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten 2 an der vorhergehenden bzw. an der nachfolgenden Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheit 2 an.
  • Zwischen den Reihen 11 und 12 sowie den Reihen 12 und 13 des Hauptabschnitts 5 ist jeweils eine Trennwand 15 bzw. 16 angeordnet. Gegen diese Trennwände liegen die entsprechend angeordneten Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten 2 mit jeweils einer weiteren Eckkante 17 an.
  • Durch die Anordnung der Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten 2 in Verbindung mit den Seitenwänden 8, 9 und den Trennwänden 15, 16 ergeben sich in jeder Reihe 11, 12, 13 im wesentlichen dreieckförmige Zwickelräume 18.
  • Die Zwickelräume 18 sind so zwischen den einzelnen Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten 2 und den Seiten- 8, 9 bzw. Trennwänden 15, 16 angeordnet, dass sie von den Fluidströmen 3, 4 nach dem Austritt aus einer Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheit 2 und vor dem Eintritt in die nächste Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheit 2 durchströmt werden. Nach dem Passieren des Ausgangs 19 einer Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheit 2 und vor dem Eintritt durch den Eingang 20 der beispielsweise in der Reihe 12 darauf folgenden Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheit 2 wird die Schichtung in Teilströme des kühlenden Fluidstroms 4 im Zwickelraum 18 aufgehoben. Entsprechendes gilt für den zu kühlenden Fluidstrom 3, beispielsweise in dem Zwickelraum 18 zwischen dem Ausgang 21 der Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheit 2 und dem Eingang 22 der darauf folgenden Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheit 2 der in 1 mittleren Reihe 12 des Hauptabschnitts 5 des Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers 1.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass lediglich durch die Trennwände 15, 16 getrennte Zwickelräume 18 von unterschiedlichen Fluidströmen 3, 4 durchströmt werden, d.h., jede Trennwand 15, 16 trennt immer den zu kühlenden Fluidstrom 3 vom kühlenden Fluidstrom 4, so dass auch durch die Trennwände hindurch ein Wärmeaustausch stattfinden kann.
  • In den beiden Endabschnitten 6, 7 sind die Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten 2 so angeordnet, dass ihre die Eingänge 23 bzw. die Ausgänge 24 bildenden Umfangsflächen für jeden Fluidstrom 3, 4 einander zugeordnet sind und aneinander anliegen. Die Fluidströme 3, 4 strömen somit aus der einen Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheit 2 unmittelbar in die nächste Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheit 2, da diese mit ihren Umfangsflächen flächig aneinander anliegen. Aus den Endabschnitten 6, 7 strömen die Fluidströme 3, 4 unmittelbar in die entsprechend angeordneten Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten 2 des Hauptabschnitts 5 des Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers 1.
  • Die die beiden Endabschnitte 6, 7 ausbildenden Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten 2 bilden jeweils eine quasi dreieckförmige Anordnung, an deren freier Spitze 25 eine Trennwand 26 sitzt, welche den kühlenden Fluidstrom 4 vom zu kühlenden Fluidstrom 3 trennt. Jedwede weiteren Maßnahmen zur Entflechtung der Fluidströme 3, 4 an den beiden Endabschnitten 6, 7 des Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers 1 entfallen.
  • Das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers hat in seinem Hauptabschnitt 5 drei Reihen 11, 12, 13 Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten 2, wobei in jeder dieser Reihen 11, 12, 13 drei Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten 2 aufeinander folgen. Die An- und Abströmung der Luft- bzw. Fluidströme erfolgt in dem in 1 dargestellten Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher 1 auf den jeweils gegenüberliegenden Seiten.
  • Hiervon unterscheidet sich die in 3 dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers 1 dadurch, dass in jeder der drei Reihen 11, 12, 13 vier Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten 2 aufeinander folgen. Die An- und Abströmung der Luft- bzw. Fluidströme erfolgt in dem in 3 dargestellten Kreuz gegenstromplattenwärmetauscher auf der gleichen Seite.
  • Im Falle der in 4 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers 1 sind in jeder der drei Reihen 11, 12, 13 des Hauptabschnitts 5 des Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers 1 fünf aufeinander folgende Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten 2 vorgesehen.
  • Die in 5 dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers 1 weist in ihrem Hauptabschnitt vier Reihen 11, 12, 13, 27 auf, in denen jeweils drei Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten 2 vorgesehen sind.
  • Es ist ersichtlich, dass eine große Anzahl von Variationen von Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers 1 möglich sind, ohne dass die Konzeption desselben wesentlich geändert werden muss. Es sei darauf hingewiesen, dass die Größe und damit die Abmessung der beiden Endabschnitte 6, 7 des erfindungsgemäßen Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers 1 sich in Abhängigkeit von der Anzahl der Reihen von Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten 2 im Hauptabschnitt 5 des Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers 1 ändert.
  • Die Anzahl der im Hauptabschnitt bzw. im Kreuzgegenstromteil 5 des Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers 1 in Reihe hintereinander geschalteten Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten 2 kann beliebig vergrößert werden, beispielsweise um besonders hohe Wärmeaustauschgrade für Sonderzwecke zu erreichen. Die Breite des erfindungsgemäßen Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers 1 kann über die Kantenlänge der eingesetz ten Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten 2 und über die Anzahl der Reihen von aufeinander folgenden Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten 2 variiert werden. Die Zu- und Abströmung des selben Fluidstroms erfolgt auf der gleichen bzw. gegenüberliegenden Seite des Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers, wenn die Anzahl der in einer Reihe hintereinander angeordneten Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten 2 gerade bzw. ungerade ist.

Claims (10)

  1. Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher mit einem Hauptabschnitt (5), den ein zu kühlender Fluidstrom (3) und ein kühlender Fluidstrom (4) gegenläufig durchströmen und der modulartig aus einander gleichen Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten (2) ausgebildet ist, die aus einer Vielzahl unter Belassung eines jeweiligen Abstandes übereinander angeordneter Platten bestehen, die Durchflussschlitze bzw. -spalte aufweisen und in senkrechter Richtung von dem zu kühlenden Fluidstrom und in waagrechter Richtung von dem kühlenden Fluidstrom durchströmt werden, mit einem sich einseitig anschließenden ersten Endabschnitt (6), in dem der zu kühlende Fluidstrom (3) in den Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher (1) eintritt, und mit einem zweiten Endabschnitt (7), der sich an der anderen Seite des Hauptabschnitts (5) anschließt und in dem der zu kühlende Fluidstrom (3) aus dem Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher (1) austritt, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Endabschnitte (6, 7) ebenfalls modulartig aus einander gleichen, den des Hauptabschnitts (5) des Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers (1) entsprechenden Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten (2) ausgebildet sind, dass der kühlende Fluidstrom (4) im ersten Endabschnitt (6) aus dem Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher (1) austritt und dass der kühlende Fluidstrom (4) im zweiten Endabschnitt (7) in den Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher (1) eintritt.
  2. Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher nach Anspruch 1, bei dem die einzelnen Platten der Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten (2) etwa quadratisch sind.
  3. Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten (2) im Hauptabschnitt (5) des Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers (1) in Strömungshauptrichtung (10) der Fluidströme (3, 4) in mehreren Reihen (11, 12, 13) nebeneinander angeordnet sind, wobei benachbarte Reihen (11, 12, 13) von Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten (2) mittels Trennwänden (15, 16) voneinander getrennt sind, gegen die die Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten (2) mit jeweils einer Eckkante (17) anliegen, und wobei in einer Reihe (11, 12, 13) nebeneinander angeordnete Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten (2) mit jeweils einer Eckkante (14) aneinander anliegen, so daß zwischen einem dem kühlenden Fluidstrom (4) zugeordneten Ausgang (19) der einen Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheit (2) und einem dem kühlenden Fluidstrom (4) zugeordneten Eingang (20) der anderen Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheit (2) sowie zwischen einem dem zu kühlenden Fluidstrom (3) zugeordneten Eingang (22) der einen Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheit (2) und einem dem zu kühlenden Fluidstrom (3) zugeordneten Ausgang (21) der anderen Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheit (2) jeweils ein im wesentlichen dreieckiger Zwickelraum (18) entsteht, in dem die schichtweise Trennung der Teilströme des jeweiligen Fluidstroms (3, 4) aufgehoben ist.
  4. Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher nach Anspruch 3, bei dem lediglich durch eine Trennwand (15, 16) voneinander getrennte dreieckige Zwickelräume (18) von unterschiedlichen Fluidströmen (3, 4) durchströmt werden.
  5. Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Kreuzstromplattenwärmeaustausch einheiten (2) in den Endabschnitten (6, 7) des Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers (1) mit ihren einander und den folgenden bzw. vorhergehenden Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten (2) des Hauptabschnitts (5) des Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers (1) zugeordneten, die Eingänge (23) bzw. Ausgänge (24) ausbildenden Umfangsflächen flächig aneinander anliegen, so daß ein Übertritt der in Teilströme aufgespaltenen Fluidströme (3, 4) aus einer Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheit (2) unmittelbar in die andere erfolgt.
  6. Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dessen Hauptabschnitt (5) drei Reihen (11, 12, 13) nebeneinander angeordneter Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten (2) aufweist.
  7. Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dessen Hauptabschnitt (5) vier Reihen (11, 12, 13, 27) nebeneinander angeordneter Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten (2) aufweist.
  8. Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem jede Reihe (11, 12, 13, 27) seines Hauptabschnitts (5) drei bis fünf Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten (2) aufweist.
  9. Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dessen beide Endabschnitte (6, 7) eine etwa dreieckige Anordnung von Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten (2) bilden, wobei eine Spitze (25) der dreieckigen Anordnung zur Eingangs- bzw. Ausgangsseite des Kreuzgegenstromplattenwärmetauschers (1) zeigt und an eine die beiden Flu idströme (3, 4) trennende Trennwand (26) angeschlossen ist und sämtliche dem einen Fluidstrom (3) zugeordnete Eingänge (23) der Anordnung auf der einen und sämtliche dem anderen Fluidstrom (4) zugeordnete Ausgänge (24) der Anordnung auf der anderen Seite der Trennwand (26) angeordnet sind.
  10. Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Platten der Kreuzstromplattenwärmeaustauscheinheiten (2) als Aluminiumfolien ausgebildet sind.
DE1997106634 1997-02-20 1997-02-20 Kreuzgegenstromplattenwärmetauscher Expired - Fee Related DE19706634B4 (de)

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DE7812536U1 (de) * 1979-07-26 Sueddeutsche Kuehlerfabrik Julius Fr. Behr Gmbh & Co Kg, 7000 Stuttgart Wärmetauschanlage
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