DE19838525C2 - Kreuzstrom-Wärmetauscher für Kondensationswäschetrockner und Herstellungsverfahren - Google Patents
Kreuzstrom-Wärmetauscher für Kondensationswäschetrockner und HerstellungsverfahrenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Kreuzstrom-Wärmetauscher für
Kondensationswäschetrockner mit den Merkmalen des Oberbegriffs
von Patentanspruch 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein
Verfahren zur Herstellung von Plattenteilen zur Bildung eines
Kreuzstrom-Wärmetauschers.
Ein derartiger Wärmetauscher ist aus DE 39 39 855 A1, Fig. 2
und 3, bekannt.
Bei dieser Konstruktion sind die Platten des Wärmetauschers
aus einem steifen Kunststoffrahmen gebildet, der in seitlichem
Abstand voneinander vorgesehene, stegartige Trennwände
aufweist, die seine Längsrahmenschenkel miteinander verbinden.
Diese Trennwände bilden Seitenwände von Kühlluftkanälen, welche die
Längsrahmenschenkel durchsetzen. Die obere
und untere Kanalwand sämtlicher Kühlluftkanäle ist durch eine
für alle gemeinsame, dünne Kunststofffolie gebildet, die auf
die Ober- und Unterseite des Rahmens aufgezogen wird und
hierzu vorzugsweise als Folienbahn um eine der beiden
Rahmenstirnseiten herum zu führen und längs der Rahmenschenkel
und den Ober- und Unterkanten der stegartigen Trennwände mit
diesem zu verschweißen oder zu verkleben ist.
Zur Feuchtluftführung dient hingegen lediglich ein einziger,
sich quer zu den Kühlluftkanälen erstreckender Feuchtluftkanal
je Plattenpaar, wobei dieser durch einen Abstand zwischen
benachbarten, übereinander angeordneten Platten gebildet ist.
Es handelt sich somit um einen im Querschnitt rechteckförmigen
Kanal, dessen Breite etwas geringer als diejenige der Platten
ist.
Im Feuchtluftkanal sind somit lediglich vier, den Kanal
begrenzende Kühlflächen vorhanden, wodurch die Kühlkapazität
entsprechend gemindert wird.
Es handelt sich dabei um eine Plattenkonstruktion, die sowohl
die Herstellung eines hohlgitterartigen Kunststoffrahmens als
auch das Aufziehen einer Kondensationsflächen bildenden
Kunststofffolie auf den Rahmen erfordert, wobei die Folie an
allen eine Verbindung zwischen Hohlräumen und Abstandsräumen
trennenden Flächen des Rahmens mit diesem abdichtend verbunden
werden muß.
Die Herstellung eines solchen Wärmetauschers gestaltet sich
dementsprechend aufwendig, wobei zur Herstellung der Platten
eine Lagerhaltung von Rahmen und Folien notwendig ist. Der
Materialbedarf für die Platten ist beträchtlich und bedingt
ein hohes Gesamtgewicht paketierter Platten.
Es ist ferner ein Wärmetauscher aus der DE 22 26 056 A bekannt,
der ähnlich der vorstehend erläuterten Konstruktion gemäß DE 39 39 855 A1
aufgebaut ist, in dem übereinandergeschichtete,
einzelne Platten jeweils durch einen Rahmen mit z. B.
aufgeklebter oder geschweißter Folie, in diesem Falle
Metallfolie, gebildet sind.
Gegenüber der Konstruktion in der DE 39 39 855 A1 ist bei
dieser Ausführungsform noch weiter nachteilig, dass je Platte
nur ein Kanal für das Kühlmedium, bspw. Kühlluft, vorhanden
ist.
Aus der DE 91 05 079 U1 ist eine Konstruktion bekannt, bei der
eine ziehharmonikaartig gefaltete Kunststofffolie ein
Wärmetauscherelement bildet, durch deren voneinander
getrennten Wellentäler bzw. Lamellen die Feuchtluft und die
Kühlluft geführt werden. Die Anordnung von Welltälern und
Lamellen ermöglicht einen Wärmetausch mit Gleich- oder
Gegenströmung von Feucht- und Kühlluft.
Es ist weiterhin aus der DE 83 22 483 U1 ein
Kreuzstromwärmetauscher mit einer Vielzahl von im Abstand
übereinander angeordneten Platten bekannt. Jede Platte ist
durch zwei beabstandete Kühlböden gebildet, die aus Blech oder
anderem geeigneten Material bestehen können und mit einer
wellenförmigen Verrippung ausgestattet sind.
Die Kühlböden einer Platte werden einstückig hergestellt und
so gebogen, dass sie schließlich die Platte ergeben.
Es ist weiterhin ein Wärmetauscher aus der DE 30 27 900 C2 Fig.
2 und 3, bekannt.
Bei dieser Konstruktion sind die die Luftführungskörper
bildenden Platten horizontal und im Abstand übereinander in
einem quaderförmigen Aufnahmegehäuse gehalten, das tunnelartig
ausgebildet bzw. an gegenüberliegenden Gehäusestirnseiten
offen ist.
Diese Gehäuseöffnungen bilden die Eintritts- und
Austrittsöffnungen für die warme, mit Feuchtigkeit beladene
und zu kühlende bzw. zu trocknende Prozeßluft eines
Kondensationswäschetrockners. Die Prozeßluft wird hierzu im
Gehäuseinnern durch Leitkanäle hindurchgeführt, die durch die
Platten sowie die Seitenwände des Aufnahmegehäuses definiert
sind.
Die Platten bilden flache, rechteckförmige Kühlkörper, an
deren Plattenober- und -unterseite sich die Feuchtigkeit
niederschlagen und als Kondensat aus der
Gehäuseaustrittsöffnung abfließen kann.
Die Platten bzw. Kühlkörper weisen zwei im Abstand
übereinander vorgesehene, parallele und ebene Plattenteile aus
Aluminiumblech auf, die lediglich an zwei gegenüberliegenden
Randteilen luftdicht miteinander verbunden sind. Analog zum
Aufnahmegehäuse weisen sie demgemäß einander
gegenüberliegende, offene Stirnenden auf, die mit
entsprechenden Durchbrüchen in den Seitenwänden des
Aufnahmegehäuses fluchten.
Durch diese plattenförmigen Kühlkörper wird somit quer zur
Strömungsrichtung der Prozeßluft die notwendige Kühlluft durch
den Wärmetauscher hindurchgeleitet.
Zwischen oberem und unterem Plattenteil der Platten bzw.
Kühlkörper befinden sich deren Abstand überbrückende,
aufrechte Stege, die sich in Strömungsrichtung der Kühlluft
erstrecken und in seitlichem Abstand einander parallel
zugeordnet sind. Diese Stege bilden zusammen mit den beiden
Plattenteilen im Querschnitt rechteckförmige Kanäle.
Die Stege sind durch ein mäanderförmig gefaltetes Rippenblech
gebildet, das abwechselnd mit beiden Plattenteilen verklebt
ist.
Das mäanderförmig gefaltete Rippenblech verleiht durch dessen
Verbindung seiner Kontaktstellen mit den beiden Blechteilen
den Platten die notwendige Steifigkeit für deren Handhabung
zum Reinigen des Kreuzstrom-Wärmetauschers. Außerdem schaffen
sie eine Oberflächenvergrößerung zwecks Verbesserung der
Wärmeabfuhr auf der Kühlluftseite.
Die Verbindung erfolgt durch Kleben mittels eines
wärmeleitenden Spezialklebers.
Der erläuterte Aufbau der Platten zur Luftkühlung bzw.
Entfeuchtung erfordert eine Vielzahl von Arbeitsschritten und
gestaltet sich dementsprechend aufwendig.
Zur Bildung der Führungskanäle für die Prozeßluft ist es
außerdem notwendig, die Platten in einem speziellen
Aufnahmegehäuse zu installieren. Insgesamt gesehen handelt es
sich somit um eine fertigungstechnisch aufwendige und
entsprechend kostenintensive Konstruktion.
Dabei sei erwähnt, daß bereits Kreuzstrom-Wärmetauscher
bekannt sind, bei denen, analog zur erfindungsgemäßen
Konstruktion, die Kühlluft zwischen Stegen hindurchgeführt
ist, die sich zwischen und quer zu Feucht- bzw.
Prozeßluftkanälen erstrecken. Diese Feucht- bzw.
Prozeßluftkanäle sind hierbei durch aus Al-Platinen gefalzten
Kastenrohren gebildet, während die Stege zur Bildung der
Kühlluftkanäle aus mäanderförmig gefalzten Al-Lamellen
gefertigt sind, die zwischen die Ebenen von Kastenrohren
eingebracht bzw. eingeklebt sind.
Für die beiden Arten von sich kreuzenden Kanälen sind somit
verschiedene, für sich herzustellende und zu montierende
Bauelemente vorgesehen.
Derartige Kreuzstrom-Wärmetauscher werden von der Firma AKG
Thermotechnik GmbH & Co. KG in 34369 Hofgeismar hergestellt
und vertrieben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Krenz-Strom Wärmetauscher
anzugeben, bei dem einerseits auf einen speziellen Tragrahmen
zur Aufnahme von Folien zur Begrenzung von Kühlluft- und
Feuchtluftkanälen verzichtet und andererseits neben der
Kühlluft auch die Feuchtluft durch eine Vielzahl von Kanälen
geleitet werden kann, deren Kanalwände zum Teil zwecks
intensiver Kühlung der Feuchtluft zugleich Wandteile der
Kühlluftkanäle bilden.
Dabei soll sich der Wärmetauscher bei äußerst kleinem Gewicht
und Materialbedarf für seine Fertigung aufgrund seiner
wabenartigen Struktur durch große Steifigkeit und Haltbarkeit
auszeichnen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Konstruktion eines Kreuzstrom-
Wärmetauschers ermöglicht es, zur Bildung der die abzukühlende
und zu entfeuchtende Prozeßluft führenden Kanäle auf ein die
Platten aufnehmendes Aufnahmegehäuse zu verzichten, indem
nunmehr die Feuchtluft durch Kanäle der Luftführungskörper
bildenden Platten hindurchgeleitet wird und die Stege an der
oberen und unteren, flachen Außenseite der Platten vorgesehen
sind und sich jeweils an einer benachbarten oberen bzw.
unteren Platte abstützen. Platten und Stege definieren somit
gemeinsam sich quer zu den Prozeßluftkanälen erstreckende
Kühlluftkanäle.
Dabei zeichnet sich die erfindungsgemäße Konstruktion durch
einen äußerst minimalen Materialbedarf aus, indem die die
Platten bildenden Plattenteile lediglich aus einer aus gut
wärmeleitendem Metall oder thermoplastischem Kunststoff
bestehenden Folie hergestellt sind, an die sich die Stege
unmittelbar bei deren Herstellung bereits anformen lassen.
Die Stege sowie die in die Plattenteile eingeformten,
rinnenartigen Vertiefungen zur Bildung von Feuchtluftführungs-
bzw. Kondensatabflußkanälen verleihen dabei den Plattenteilen
eine Kreuzverrippung, welche den Platten trotz geringer
Foliendicke eine in hohem Maße ausreichende Steifigkeit gibt.
Durch die die Feuchtluftführungskanäle bildenden,
rinnenartigen Vertiefungen kommt dabei zusätzlich zu der durch
die Stege gebildeten Oberflächenvergrößerung der Plattenteile
eine weitere Oberflächenvergrößerung zustande, was die
Wärmeabfuhr auf der Kühlluftseite bzw. den Wirkungsgrad des
Kreuzstrom-Wärmetauschers noch wesentlich begünstigt.
Zur Fertigung des erfindungsgemäßen Wärmetauschers sind die
einzelnen Platten lediglich aufeinanderzustapeln, wobei deren
Stege jeweils, vorzugsweise mittig, in eine Lücke der Stege
der benachbarten Platte eingreifen.
Die entlang zweier einander gegenüberliegenden Randteile
miteinander luftdicht verbundenen Plattenteile der Platten
werden, bei Verwendung von Aluminiumfolie als Plattenmaterial
gegenseitig verklebt, gefalzt oder druckgefügt (Anspruch 4).
Die Plattenteile werden bei Verwendung von thermoplastischer
Kunststofffolie als Plattenmaterial zur Bildung der Platte an
gegenüberliegenden Randteilen durch Schweißen, Kleben oder
Druckfügen verbunden (Anspruch 7).
Das so erstellte Plattenpaket weist Plattenteile auf, die an
einer Vielzahl von Auflagepunkten, vorzugsweise über die ganze
Plattenfläche verteilt, durch Schweißen, Kleben oder Druckfügen
verbunden werden (Anspruch 8). Dies kann entweder entlang zweier
gegenüberliegender Randteile oder bevorzugtermaßen an einer
Vielzahl von Auflagepunkten der Plattenteile aneinander,
vorzugsweise in homogener Verteilung über die Flächen der
Plattenteile erfolgen. Auf diese letzte Weise wird eine
bessere Stabilität des Plattenverbunds erreicht.
Die Stege können entweder in Längsrichtung (Anspruch 9) oder
Strömungsrichtung durchgehend ausgebildet sein, was sich für
die Ausbildung einer laminaren Strömung als vorteilhaft
erweist, oder sie können in Längsrichtung geteilt und die
Stegteilstücke quer zur Längsrichtung zueinander versetzt
angeordnet sein (Anspruch 10), was sich für die Ausbildung einer turbulenten
Strömung als vorteilhaft erweist. In lezterem Fall kommt es zu
Verwirbelungen und damit zu einem besseren Wärmeaustausch
zwischen dem strömenden Medium und den die Luftführungskanäle
begrenzenden Stegen und Plattenteilen. Insbesondere in diesem
Fall erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Folie eine.
Kunststofffolie ist und durch eine entsprechende
Werkzeugausbildung die Stege derart aus der Kunststofffolie
geformt sind, daß sie in Umfangsrichtung geschlossen sind (Anspruch 1),
d. h., dass die Folie an dieser Stelle nicht durchtrennt würde.
Ein für eine gewünschte Kühlleistung ausgelegtes Plattenpaket
ist dabei stirnseitig in jeweils einem Rahmen abgedichtet
fixiert.
Somit läßt sich die Entfeuchtungsleistung durch die Anzahl von
Platten festlegen, wobei die Anzahl der von den Platten ober-
und unterseitig abragenden Stege so zu wählen ist, daß sich
ein optimales Verhältnis der Kühlleistung, abhängig von der
gewählten Oberflächenvergrößerung, zu dem durch die Anzahl der
Stege bewirkten Druckverlust in den durch sie definierten
Kühlluftkanälen erzielen läßt.
Die Erfindung ermöglicht es, auf denkbar einfache Weise
leistungsfähige Kreuzstrom-Wärmetauscher für unterschiedliche
Leistungen auszulegen, ohne zu kostenintensiven Eingriffen in
deren konstruktive Grundkonzeption gezwungen zu sein.
Es ist somit möglich, über eine kostengünstige
Variantenbildung sowohl unterschiedliche Hersteller von
Kondensationswäschetrocknern zu bedienen als auch eine
Differenzierung innerhalb einer Gerätereihe zu erreichen.
Die Erfindung bietet somit ein in sich ausgereiftes,
komplettes Bausystem für Kreuzstrom-Wärmetauscher, das für
bestehende Gerätegenerationen kompatibel ist.
Demgemäß können sowohl Auslegung, Prüfung und Überwachung
sämtlicher technischer Werte vom Hersteller solcher
Wärmetauscher selbst vorgenommen werden.
Zur Herstellung der Plattenteile eignen sich verschiedene
Werkstoffe, wobei der Einsatz von Folie den Vorteil bietet,
nicht ausschließlich auf gut wärmeleitende Materialien
zurückgreifen zu müssen.
So ist es beispielsweise möglich, thermogeformte Folien aus
Kunststoff zu verwenden, wobei sich zur Herstellung der
Plattenteile mit Vorzug Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere
(ABS) oder Polypropylen eignen. Hierbei hat sich zur Erzielung
notwendiger Kühlleistungen bzw. der hierzu erforderlichen
Wärmeleitfähigkeit und Stabilität eine Foliendicke zwischen
0,15 mm und 0,50 mm, vorzugsweise 0,3 mm als vorteilhaft
erwiesen (Anspruch 5 und 6).
Obgleich solche Kunststoffe wärmetechnisch als Isolatoren
wirken, ist, im Vergleich zu Materialien mit guter
Wärmeleitfähigkeit, aufgrund ihrer Verwendung als Folie,
lediglich eine Leistungseinbuße von 3-8% in Kauf zu nehmen.
Dies wird jedoch bei weitem dadurch kompensiert, daß die
Kunststoffolie thermoformbar ist und sich die Plattenteile
dementsprechend preisgünstig und mit beliebiger
Oberflächenvergrößerung herstellen lassen.
Als weiterer, mit Vorteil zur Herstellung der Plattenteile
einzusetzender Werkstoff empfiehlt sich Aluminiumfolie mit
einer Dicke von ebenfalls vorzugsweise 0,14 mm bis 0,20 mm und
insbesondere 0,15 mm (Anspruch 2 und 3).
Zur Fertigung von Plattenteilen aus Folien aus den angegebenen
Werkstoffen empfiehlt sich dabei ein Verfahren mit folgenden
Verfahrensschritten:
Zur Fertigung von Plattenteilen aus thermoplastischen Folien empfiehlt sich die Anwendung des Verfahrens der Vakuum-Thermo- Umformung (Anspruch 13). Die zu verarbeitende Folie wird vorgeheizt (Anspruch 13) und in einem Werkzeug in einem einzigen Umformungsvorgang in die gewünschte Form gezogen (Anspruch 14). Die quer zu den rinnenartigen Vertiefungen gebildeten Stege werden durch dünne, in das Werkzeug eingesetzte Metallstreifen gebildet, welche schwertartig in die Folie eingreifen (Anspruch 12). Dabei erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Metallstreifen die Folie nicht durchtrennen sondern quasi nur tiefziehen. Als besonders vorteilhaft erweist sich dies, wenn die Stege nicht in Längsrichtung durchgehend sondern geteilt ausgebildet und vorzugsweise quer zur Längsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind, da dann das strömende Medium nicht auf Schnittflächen auftrifft sondern die Stegteilstücke eine verrundete, geschlossene Anströmkante aufweisen.
Zur Fertigung von Plattenteilen aus thermoplastischen Folien empfiehlt sich die Anwendung des Verfahrens der Vakuum-Thermo- Umformung (Anspruch 13). Die zu verarbeitende Folie wird vorgeheizt (Anspruch 13) und in einem Werkzeug in einem einzigen Umformungsvorgang in die gewünschte Form gezogen (Anspruch 14). Die quer zu den rinnenartigen Vertiefungen gebildeten Stege werden durch dünne, in das Werkzeug eingesetzte Metallstreifen gebildet, welche schwertartig in die Folie eingreifen (Anspruch 12). Dabei erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Metallstreifen die Folie nicht durchtrennen sondern quasi nur tiefziehen. Als besonders vorteilhaft erweist sich dies, wenn die Stege nicht in Längsrichtung durchgehend sondern geteilt ausgebildet und vorzugsweise quer zur Längsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind, da dann das strömende Medium nicht auf Schnittflächen auftrifft sondern die Stegteilstücke eine verrundete, geschlossene Anströmkante aufweisen.
Zur Fertigung von Plattenteilen aus Metallfolie werden in
einem Verfahrensschritt rinnenartige Vertiefungen eingeformt.
Zwischen Vertiefungsteilstücken dieser rinnenartigen
Vertiefungen wird die Folie quer zu deren Längsrichtung
giebeldachartig vorgeformt. Schließlich wird die Folie zur
Stegausbildung in Längsrichtung der Vertiefungsteilstücke
derart zusammengeschoben, daß sich die Vertiefungsteilstücke
zur Bildung durchgehender rinnenartiger Vertiefungen
stirnseitig berühren und die beiden Hälften der
giebeldachartig ausgeformten Folienteilstücke zur Stegbildung
aneinander anliegen (Anspruch 15). Die Stegdicke ergibt sich aus zweimal
Materialdicke und minimiert damit den Druckverlust auf der
Kühlluftseite.
In der Zeichnung ist ein mögliches Ausführungsbeispiel der
Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt eines Kreuzstrom-Wärmetauschers
entlang der Linie B-B der Fig. 2,
Fig. 2 einen Querschnitt des Kreuzstrom-Wärmetauschers
entlang der Linie A-A der Fig. 1,
Fig. 3 einen durch einen strichpunktierten Kreis
angedeuteten Ausschnitt der Darstellung gemäß Fig.
1, in stark vergrößertem und verkürztem Maßstab,
Fig. 4 eine schaubildliche Darstellung des Plattenpakets
des Kreuzstrom-Wärmetauschers gemäß Fig. 1 und 2,
Fig. 5 einen Teillängsschnitt durch ein vorgeformtes
Plattenteil aus Aluminiumfolie,
Fig. 6 eine Darstellung des Plattenteils gemäß Fig. 5 in
zusammengeschobenem Zustand.
Fig. 7 eine schematische Schnittansicht der
zueinander versetzten Anordnung von
Stegteilstücken.
Der dargestellte Kreuzstrom-Wärmetauscher weist beispielsweise
fünf horizontale Ebenen von von Feuchtluft durchströmten, im
Querschnitt vorzugsweise in etwa zylindrischen
Prozeßluftkanälen 10 auf, die in radialem Abstand zueinander
parallel verlaufen und von Ebene zu Ebene vorzugsweise auf
Lücke versetzt sind. Quer zu den Prozßluftkanälen 10 und
parallel zu deren Ebenen erstrecken sich in insgesamt sechs
Ebenen im Querschnitt rechteckförmige Kühlluftkanäle 12.
Beide Arten von Kanälen 10 und 12 sind durch übereinander
gestapelte, vorzugsweise rechteckförmige Platten 14 gebildet,
die ihrerseits jeweils aus zwei zueinander gleich geformten
und einander symmetrisch zugeordneten Plattenteilen 16 und 18
hergestellt sind (siehe Fig. 3 und 4).
Im vorliegenden Falle sind diese Plattenteile 16, 18
einstückig aus einer Folie aus thermoplastischem Kunststoff,
vorzugsweise Polyproylen, gefertigt. Sie können ebenso gut
einstückig aus einer Folie aus gut wärmeleitendem Metall,
vorzugsweise Aluminium, geformt sein.
Jedes Plattenteil 18 ist entlang seiner beiden
gegenüberliegenden Längsrandstücke 20 und 22 mit solchen mit
20' und 22' bezeichneten des diesen symmetrisch zugeordneten
Plattenteils 16 vorzugsweise durch Kleben, Verschweißen,
Druckfügen oder Falzen dicht verbunden.
Zur Bildung der Führungskanäle 10 für die feuchte Luft ist
jedes Plattenteil 16 bzw. 18 mit eingeformten, zueinander
parallelen, rinnenartigen Vertiefungen 24 ausgestattet. Zur
Bildung der Kühlluftkanäle 12 sind an die Plattenteile 16, 18
sich quer zu deren Vertiefungen 24 bzw. deren luftdicht
miteinander verbundenen Längsrandteilen 20, 22 erstreckende,
senkrecht abragende und zueinander parallele Stege 26
angeformt.
Jede Platte 14 zeichnet sich somit durch obere und untere, in
einer gemeinsamen vertikalen Ebene liegende Stege 26 aus.
Vertiefungen 24 und Stege 26 verleihen den aus dünnen
Kunststoffolien von vorzugsweise lediglich 0,20 mm bis 0,40 mm
Dicke eine Steifigkeit, die sicherstellt, daß im gegenseitigen
festen Verbund von aufeinandergestapelten Platten 14 gemäß
Fig. 1 eine in sich ausgesteifte Baueinheit erzielt wird.
In diesen Plattenverbund greifen, wie Fig. 3 zeigt, die Stege
26 einer Platte 14 zur Bildung der Kühlluftkanäle 12 zwischen
zwei Stege 26 einer sich darunter bzw. darüber befindenden
Platte 14 ein, vorzugsweise derart, daß sich benachbarte Stege
26 einander berühren (1. Variante). Es ist aber auch denkbar,
die Stege 26 zweier Platten 14, wie strichpunktiert
angedeutet, jeweils mittig zwischen diejenigen der anderen
Platte 16 eingreifen zu lassen, wodurch sich die Anzahl der
Kühlluftkanäle 12 verdoppeln läßt und die Effizienz des
Wärmetauschers steigt (2. Variante).
Die Platten 14 des Plattenpaketes sind an ihren Stirnenden
gemeinsam in bekannter Weise jeweils in einem aus Kunststoff
bestehenden Halterahmen 28 bzw. 30 abgedichtet gehalten, was
mittels eines Klebers 32, vorzugsweise aus Gießharz,
bewerkstelligt ist.
Die Stege 26 der oberen und unteren Platten 14 sind zur
Bildung von am Wärmetauscher außenseitig liegenden
Kühlluftkanälen 12 jeweils durch eine Platine 32 bzw. 34
abgedeckt, die stirnseitig gleichfalls in den Halterahmen 28,
30 festgelegt sind.
Der so gebildete Kreuzstrom-Wärmetauscher weist somit selbst
kein zur Bildung der Kanäle 10 für den Kondensatabfluß
erforderliches Gehäuse auf. Er ist als Baueinheit in eine
Gehäuseöffnung eines Kondensations-Wäschetrockners
einschiebbar, wobei zu dessen Handhabung an seiner vorderen
Stirnseite ein Handgriff 38 vorgesehen ist.
Ein Verfahren zur Fertigung der Plattenteile 18 aus
Metallfolie ist in den Fig. 5 und 6 veranschaulicht.
In eine Aluminiumfolie 40 werden in Längsrichtung der zu
bildenden Führungskanäle 10 für die feuchte Luft rinnenartige
Vertiefungsteilstücke 42 und quer zu deren Längserstreckung
giebeldachartige Abschnitte 44, 46 eingeformt. Hierzu werden
durchgehende rinnenförmige Vertiefungen und quer hierzu und in
dieselbe Einformungsrichtung giebeldachartige Abschnitte
eingeformt. Schließlich wird die Folie 40 in
Erstreckungsrichtung der rinnenartigen Vertiefungsteilstücke
42 derart zusammengeschoben, daß sich diese stirnseitig
berühren und die beiden Hälften der giebeldachartig
ausgeformten Abschnitte 44, 46 zur Ausbildung der Stege 26 im
wesentlichen aneinander anliegen.
Zur Fertigung der Plattenteile aus Kunststofffolie,
beispielsweise Polyproylen in einer zu bevorzugenden Dicke von
ca. 0,20 mm kann eine Vakuum-Thermo-Umformung angewandt
werden. Die Folie wird vorgeheizt und in einem Werkzeug
vorzugsweise in einem einzigen Zug in die gewünschte Form
gezogen. Der vorstehend erwähnte Verfahrensschritt des
Zusammensschiebens ist dann nicht erforderlich. In dem
Werkzeug sind finnen- oder schwertartige Metallstreifen
eingesetzt, welche die in den Figuren dargestellten Stege 26
ausformen.
Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, sind gemäß einer weiteren
Ausführungsform die Stegteilstücke 50 in Längsrichtung geteilt
und quer zu ihrer Längsrichtung versetzt zueinander
angeordnet. Die finnen- oder schwertartigen Metallstreifen
durchtrennen die Kunststofffolie nicht, sondern diese wird
quasi tiefgezogen. Auf diese Weise wird eine in
Umfangsrichtung geschlossene Umfangskontur der Stegteilstücke
50 und eine verrundete Anströmkante 52 erreicht.
Claims (15)
1. Kreuzstrom-Wärmetauscher für Kondensationswäschetrockner,
mit einer Vielzahl von im wesentlichen horizontal
angeordneten, einander fest zugeordneten, flachen Platten
(14), die senkrecht zur Plattenebene mit Abstand und
zueinander parallel angeordnet und an aneinander
gegenüberliegenden Plattenrandteilen (20, 22 bzw. 20',
22') dicht miteinander verbunden sind und die jeweils
eine Vielzahl von durch angeformte Stege (26) voneinander
getrennte Kühlluftkanälen (12) aufweisen, wobei zumindest
deren zwischen den Stegen (26) vorhandene Kanalwandteile
durch eine Folie gebildet sind, und wobei den
Kühlluftkanälen (12) eine sich zu deren Längsrichtung
quer erstreckende Feuchtluftführung zugeordnet ist,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- a) die Platten (14) sind jeweils aus zwei einander deckungsgleich zugeordneten Plattenteilen (16, 18) zusammengesetzt,
- b) die Plattenteile (16, 18) sind aus einer aus gut wärmeleitendem Metall oder aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Folie (40) gebildet, an deren äußerer Flachseite die Stege (26) durch Verformen der Folie, senkrecht abragend, angeformt sind,
- c) die Stege (26) erstrecken sich quer zu einander gegenüberliegenden und luftdicht miteinander verbundener Randteilen (20, 22; 20', 22') von einander zugeordneten Plattenteilen (16, 18) einer Platte (14), wobei die Stege eine Vielzahl von Kühlluftkanälen (12) bilden und sich gemeinsam an einem Plattenteil (16) bzw. (18) einer benachbarten Platte (14) abstützen,
- d) die Platten (14) weisen zur Führung der Feuchtluft jeweils eine Vielzahl von zueinander parallelen Feuchtluftkanälen (10) auf, die durch in die Folie ihrer Plattenteile (16, 18) symmetrisch eingeformte, rinnenartige Vertiefungen (24) gebildet sind;
- e) die Platten (14) sind an ihrer, die Öffnungen der Feuchtluftkanäle (10) aufweisenden Stirnenden gegenseitig in jeweils einem Halterahmen (28 bzw. 30) abgedichtet festgelegt.
2. Kreuzstrom-Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Folie (40) zur Herstellung der
Plattenteile (16, 18) eine Aluminium-Folie mit einer
Dicke zwischen 0,14 mm bis 0,20 mm, ist.
3. Kreuzstrom-Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Aluminum-Folie eine Dicke von
0,15 mm aufweist.
4. Kreuzstrom-Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die aus Al-Folie (40)
bestehenden und entlang zweier einander
gegenüberliegenden Randteile (20, 22 bzw. 20', 22')
miteinander luftdicht verbundenen Plattenteile (16,
18) der Platten (14) gegenseitig verklebt, gefalzt
oder druckgefügt sind.
5. Kreuzstrom-Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Kunststofffolie (40) zur
Herstellung der Plattenteile (16, 18) aus
thermoplastischem Kunststoff, wie Acrylnitril-
Buthadien-Styrol-Copolymere (ABS) oder Polypropylen,
besteht und eine Dicke zwischen 0,15 und 0,50 mm
aufweist.
6. Kreuzstrom-Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, dass die Kunststofffolie eine Dicke von
0,3 mm aufweist.
7. Kreuzstrom-Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die aus thermoplastischer
Kunststoffolie (40) bestehenden Plattenteile (16, 18) zur
Bildung einer Platte (14) an gegenüberliegenden
Randteilen (20, 22 bzw. 20', 22') durch Schweißen, Kleben
oder Druckfügen verbunden sind.
8. Kreuzstrom-Wärmetauscher nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Plattenteile (16, 18) an einer Vielzahl von
Auflagepunkten, vorzugsweise über die ganze
Plattenfläche verteilt durch Schweißen, Kleben,
Druckfügen verbunden sind.
9. Kreuzstrom-Wärmetauscher nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege
(26) in ihrer Längsrichtung durchgehend ausgebildet
sind.
10. Kreuzstrom-Wärmetauscher nach einem der vorstehenden
Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass die
Stege (26) in ihrer Längsrichtung geteilt und die
Stegteilstücke (50) quer zu ihrer Längsrichtung
zueinander versetzt sind.
11. Kreuzstrom-Wärmetauscher nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, dass die Stege (26) derart aus der
Kunststofffolie geformt sind, dass sie in
Umfangsrichtung geschlossen sind.
12. Verfahren zur Herstellung von Plattenteilen (16, 18)
zur Bildung eines Kreuzstromwärmetauschers gemäß den
Ansprüchen 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß
in die Folien (40) im Abstand hintereinander
liegende Vertiefungsteilstücke (42) der
rinnenartigen Vertiefungen (24) eingeformt werden
und daß die Folie (40) zwischen den
Vertiefungsteilstücken (42) quer zu deren
Längsrichtung zur Stegausbildung geformt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
dass eine Kunststofffolie (40) vorgeheizt und in
einem Werkzeug vakuum-thermo-umgeformt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
dass das Verfahren in einem einzigen
Umformungsvorgang ausgeführt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
bei einer Verarbeitung von Metallfolie (40) diese
zwischen den Vertiefungsteilstücken (42) quer zu deren
Längsrichtung und in deren Einformrichtung
giebeldachartig vorgeformt wird und daß schließlich die
Folie (40) zur Stegausbildung in Längsrichtung der
Vertiefungsteilstücke (42) derart zusammengeschoben wird,
daß sich die Vertiefungsteilstücke (42) stirnseitig
berühren und die beiden Hälften der giebeldachartig
ausgeformten Abschnitte (44, 46) zur Stegbildung nahe
beieinander liegen oder aneinander anliegen.
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