DE19801609A1 - Mehrsegmentiger Wärmetauscher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen mehrsegmentigen Wärmetauscher nach dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Ein Wärmetauscher dieser Art ist aus der DE-OS 195 05 641 bekannt. Darin ist ein mehrseg­ mentiger Wärmetauscher offenbart dessen einzelne Segmente als flache Kanalrohre mit daran angeordneten wellenförmig gefalteten Rippenblechen gebildet sind. Dabei ist die Achse des Kanalrohres rechtwinklig zu den Rippen der Rippenbleche angeordnet. Durch parallele Anord­ nung dieser einzelnen Segmente ist der mehrsegmentige Wärmetauscher derartig gebildet daß durch die flachen Kanalrohre eine zu trocknende Prozeßluft, beispielsweise eines Wäsche­ trockners, geführt werden kann. Diese feuchte Prozeßluft wird beim Durchströmen der Kanal­ rohre abgekühlt, so daß die Feuchtigkeit auskondensiert. Die Kühlwirkung wird dabei durch eine senkrecht zur Prozeßluft strömende Kühlluft verstärkt, welche durch die Hohlräume der Rippenbleche geleitet ist. Bei diesem Wärmetauscher sind die Kanalrohre mit den jeweiligen Rippenblechen durch Verclinchen miteinander verbunden. Solch eine Verbindung der Luftfüh­ rungskanäle mit den Prozeßluftkanälen verursacht jedoch an den Verbindungsflächen Wärme­ verluste im Betrieb, so daß der Kühleffekt nicht besonders gut ausgestaltet ist. Außerdem ist der Aufbau eines derartigen Wärmetauschers mit den zahlreichen Arbeitsgängen besonders aufwendig.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen mehrsegmentigen Wärmetauscher anzugeben, der einfach aufgebaut ist und einen besonders hohen Wirkungsgrad aufweist. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei einem erfindungsgemäßen mehrsegmentigen Wärme­ tauscher gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Dieser mehrsegmentige Wärmetauscher weist eine Prozeßluftführung sowie eine Kühlluftfüh­ rung auf, welche im Winkel zueinander angeordnet sind. Um bei diesem Wärmetauscher Wär­ meverluste zu vermeiden und dadurch einen hohen Wirkungsgrad zu erzielen, bildet erfin­ dungsgemäß ein Segment einen Teil der Prozeßluftführung und gleichzeitig ein wenigstens zweiseitig von Kühlluft umströmtes Wärmeableitelement. Der Wärmetransport erfolgt somit von der feuchtwarmen Prozeßluft zur Kühlluft nicht über eine flächige Stoßverbindung zweier separater Kanäle, an welcher üblicherweise ein Wärmeverlust zu verzeichnen, ist. Statt dessen wird die Wärme entlang der einzelnen vorzugsweise blechförmigen Segmente geführt, welche in ihrem weiteren Verlauf beidseitig von Kühlluft umströmt sind.

Die einzelnen Segmente sind vorzugsweise derart aneinandergereiht, daß die jeweiligen für die Prozeßluftführung verantwortlichen Abschnitte zusammengefügt einen Prozeßluftkanal bil­ den. Es ist somit kein zusätzliches Bauteil für die Bildung des Prozeßluftkanales vonnöten. Eine derartige Ausgestaltung ohne zusätzliche Rohrabschnitte für den Prozeßluftkanal trägt wei­ tergehend noch zu einem besonders guten Wärmetransport bei.

Günstigerweise sind die Einzelsegmente voneinander beabstandet angeordnet, so daß eine ungehinderte und für die Aufnahme der Wärmeenergie ausreichende Kühlluftführung gebildet ist. Vorzugsweise ist ein solcher Aufbau durch Abstandsprägungen auf den Einzelsegmenten sichergestellt. Die Einzelsegmente werden dabei soweit zusammengesteckt, daß an den Ab­ standsprägungen eines Segmentes ein Nachbarsegment zum Anliegen kommt. Damit eine Ab­ standsprägung eines Segmentes nicht in die Vertiefung einer Abstandsprägung eines Nachbar­ segmentes eingreift, ist es sinnvoll, die Abstandsprägungen bei jeweils zwei benachbarten Segmenten versetzt zueinander anzuordnen.

Ein alternativer Aufbau eines mehrsegmentigen Wärmetauschers sieht baugleiche Einzelseg­ mente vor. Damit die Abstandsprägungen wirksam sein können, sind jeweils zwei benachbarte Segmente zueinander im Winkel angeordnet. Eine besondere Ausgestaltung sieht dabei eine Versetzung zweier benachbarter Segmente zueinander um 180° vor. Vorzugsweise sind die Abstandsprägungen rund oder oval ausgebildet, so daß die Kühlluftströmung nicht unnötig gebremst und Geräusche vermieden sind.

In einer besonders günstigen Ausgestaltung der Erfindung weisen die Einzelsegmente wenig­ stens einen Kanaldurchzug für die Führung der Prozeßluft auf. Dieser Kanaldurchzug ist vor­ zugsweise in Form eines Hohlkörperstumpfes, z. B. in einer Pyramidenstumpf- oder Kegel­ stumpfform, gebildet. Bei der Aneinanderreihung der einzelnen Segmente greift jeweils der Außenmantel eines Kanaldurchzuges eines Segmentes in die Innenfläche eines Kanaldurchzu­ ges des Nachbarsegmentes ein. Durch die Schrägen an den Flanken der Kanaldurchzüge dich­ ten sich diese beim Zusammenstecken der Einzelsegmente selbst ab. Um die Abdichtung an diesen Stellen noch weiter zu verbessern, kann die Kante der Durchtrittsöffnung eines Kanal­ durchzuges mit Hilfe eines Kleberandes gegen die Wandung des benachbarten Kanaldurchzu­ ges abgedichtet sein.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Dabei zeigen:

Fig. 1 die Skizze eines mehrsegmentigen Wärmetauschers in der Seitenansicht;

Fig. 2 ein platinenförmiges Einzelsegment des Wärmetauschers gemäß Fig. 1 in der Drauf­ sicht;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III gemäß Fig. 2; und

Fig. 4 die Aneinanderreihung zweier Einzelsegmente entsprechend Fig. 3.

Ein Wärmetauscher eines nicht näher dargestellten Wäschetrockners weist gemäß Fig. 1 einen mehrsegmentigen Aufbau auf. Dazu sind mehrere platinenförmige Einzelsegmente 1 parallel zueinander zu einem Wärmetauscherblock zusammengesteckt. Die beiden außenliegenden Segmente 1 sind mit Kunststoff-Abschlußkappen 3 gekoppelt. Die Parallelschaltung der Einzel­ segmente ist so gestaltet, daß zwischen den einzelnen Segmenten 1 Zwischenräume 7 vorhan­ den sind.

Die Abschlußkappen 3 weisen mehrere Eintritts- bzw. Austrittsöffnungen 5 auf, durch welche feuchtwarme Prozeßluft P des Wäschetrockners in den Wärmetauscher eintreten bzw. anderenends wieder austreten kann. Senkrecht zur Strömungsrichtung der Prozeßluft P wird Frischluft F durch die Zwischenräume 7 des Wärmetauschers geführt. Diese Frischluft F nimmt Wärmeenergie von den Segmenten 1 auf, welche die Prozeßluft P abgibt und welche über die Segmente aus Aluminiumblech weitergeleitet wird. Auf diese Weise wird die Prozeßluft P ab­ gekühlt, so daß Feuchtigkeit auskondensiert und abgeleitet werden kann.

Die Eintritts- bzw. Austrittsöffnungen 5 sind mit auf den Segmenten 1 angeordneten Kanal­ durchzügen 9 verbunden, so daß die Prozeßluft diese Kanaldurchzüge 9 nach ihrem Eintritt in den Wärmetauscher durch die Eintrittsöffnungen durchströmt. Die Kanaldurchzüge 9 der ein­ zelnen Segmente 1 sind gemäß Fig. 4 derart ineinandergesteckt, daß Prozeßluftkanäle 15 ent­ stehen. Die Abdichtung dieser Prozeßluftkanäle 15 erfolgt dabei in einfacher Weise durch eine sich durch die Ausbildung der Kanaldurchzüge 9 als Kegelstumpf einstellende leichte Schräg­ stellung der Wände 13 mit der Folge einer reibschlüssigen Verbindung eines Kanaldurchzuges 9 eines Segmentes 1 mit dem Kanaldurchzug 9' eines Nachbarsegmentes 1'. Für eine vollstän­ dige Abdichtung des Prozeßluftkanales 15 kann ein mit 17 angedeuteter Kleberand an den Durchtrittsöffnungen der einzelnen Kanaldurchzüge 9 angebracht werden.

Für eine gleichmäßige Montage mit regelmäßiger Beabstandung der Einzelsegmente sind auf den Segmenten 1 Abstandsprägungen 11 angebracht. Beim Zusammenstecken, der einzelnen Segmente 1 zum kompletten Wärmetauscherblock kommt ein nicht geprägter Abschnitt eines Segmentes 1 an einer Abstandsprägung 11 eines Nachbarsegmentes 1' zum Anliegen, wobei durch eine Vielzahl dieser Abstandsprägungen 11 eine nahezu parallele Ausrichtung der bei­ den zueinander benachbarten Einzelsegmente 1, 1' erfolgt.

Die Anzahl und Dimensionierung der Abstandsprägungen 11 ist durch die entsprechende Ausbildung des Kühleffektes bestimmt. Eine große Anzahl groß dimensionierter Abstandsprä­ gungen 11 erhöht den Kühleffekt eines Segmentes 1 durch eine vergrößerte Oberfläche des­ selben. Dagegen stellt sich in diesem Fall eine reduzierte Kühlluftströmung infolge des sich ebenfalls zwangsläufig ergebenden Strömungswiderstandes ein. Vorzugsweise weist demzufol­ ge ein Segment 1 eine große Anzahl klein dimensionierter Abstandsprägungen 11 in einer strömungstechnisch günstigen Anordnung auf.

Die einzelnen Segmente 1 sind in einer baugleichen Ausführung. Dazu sind die Kanaldurchzü­ ge 9 in einer zur horizontalen und vertikalen Achse symmetrischen Ausbildung auf den einzel­ nen Segmenten 1 angeordnet. Im Gegensatz dazu erfolgt keine zur horizontalen Achse sym­ metrische Anordnung der Abstandsprägungen 11. Vielmehr erfolgt deren Anordnung derart, daß ein Segment 1 an sein Nachbarsegment 1' um 180° versetzt angekoppelt werden kann und deren Abstandsprägungen 11 auf diese Weise nicht zusammentreffen können. Der gesam­ te Wärmetauscherblock ist schließlich dergestalt, daß das Segment 1' gegenüber dem Segment 1 und das Segment 1'' gegenüber dem Segment 1' jeweils um 180° versetzt sind, so daß das Segment 1 und das Segment 1'' wieder gleichlagig sind.

Claims (9)

1. Mehrsegmentiger Wärmetauscher mit einer Prozeßluftführung und einer im Winkel zur Prozeßluft geführten Kühlluft, dadurch gekennzeichnet, daß ein Segment (1) einen Teil der Prozeßluftführung und gleichzeitig ein wenigstens zweiseitig von Kühlluft um­ strömtes Wärmeableitelement bildet.

2. Mehrsegmentiger Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (1) derart aneinandergereiht sind, daß ein Prozeßluftkanal (15) gebildet ist.

3. Mehrsegmentiger Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Segmente (1) voneinander beabstandet angeordnet sind.

4. Mehrsegmentiger Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die einzelnen Segmente (1) wenigstens einen Kanaldurchzug (9) und Ab­ standsprägungen (11) aufweisen.

5. Mehrsegmentiger Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanaldurchzug (9) die Form eines Hohlkörperstumpfes aufweist

6. Mehrsegmentiger Wärmetauscher nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsprägungen (11) bei jeweils zwei benachbarten Segmenten (1) versetzt zueinander angeordnet sind.

7. Mehrsegmentiger Wärmetauscher nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Segmente (1) baugleich sind und jeweils zwei benachbarte Segmente (1, 1') zueinander im Winkel angeordnet sind.

8. Mehrsegmentiger Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 4 bis 7? dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abstandsprägungen (11) rund oder oval sind.

9. Mehrsegmentiger Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kante der Durchtrittsöffnung eines Segmentes (1) mit Hilfe eines Kle­ berandes (17) gegen die Wandung (13) des benachbarten Kanaldurchzuges (9) abge­ dichtet ist.