DE19958106B4

DE19958106B4 - Kreuzstrom-Wärmetauscher Kondensationswäschetrockner und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE19958106B4
Application number: DE19958106A
Authority: DE
Inventors: Alexander Maute
Original assignee: Joma Polytec Kunststofftechnik GmbH
Current assignee: Joma Polytec GmbH
Priority date: 1999-08-20
Filing date: 1999-12-02
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2019-12-03
Also published as: DE19958106A1

Abstract

Es handelt sich um einen Kreuzstrom-Wärmetauscher für Kondensationswäschetrockner derjenigen Art, die Gegenstand der DE 19838525 A1 ist. DOLLAR A Um die Kühlleistung der zu einem Wärmetauscher-Plattenpaket (10) geschichteten Wärmetauscherplatten zu erhöhen, die jeweils aus zwei aus einer Folie geformten Plattenteil (16 bzw. 18) gebildet sind und wenigstens einen Feuchtluftkanal (14) enthalten, wird vorgeschlagen, zur Bildung von zwischen den Wärmetauscherplatten (12) den Feuchtluftkanal (14) kreuzenden Kühlluftkanälen (42) wenigstens an die Außenseite des einen Plattenteils (18) durch Tiefziehen offene, taschenartige Kühllamellen (32) anzuformen, an denen sich eine benachbarte Wärmetauscherplatte (12) abstützt.

Description

Die Erfindung betrifft mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung gemäß den Merkmalen des, Oberbegriffs des Anspruchs 6.

Aus der DE 198 38 525 A1 ist ein derartiger Wärmetauscher bekannt. Dieser Wärmetauscher zeichnet sich durch einen eringen Materialbedarf, trotz geringer Foliendicke der Wärmetauscherplatten durch eine große Steifigkeit und durch eine gute Wärmeabfuhr auf der Kühlluftseite aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Weiterbildung eines derartigen Kreuzstrom-Wärmetauschers einen Kreuzstrom-Wärmetauscher für Kondensationswäschetrockner bereitzustellen, bei der sich bei einer den Abmessungen des Plattenpaketes des bekannten Kreuzstrom-Wärmetauschers entsprechenden Dimensionierung des Plattenpaketes eine Steigerung, bzw. trotz geringeren Abmessungen desselben, eine adäquate bzw. gleiche Kühlleistung erzielen lässt. Dabei soll der Wärmetauscher nach wie vor einfach herstellbar sein.

Ein derartiger Kreuzstrom-Wärmetauscher zeichnet sich erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 aus. Ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren ergibt sich aus dem Anspruch 6.

Im Unterschied zur Wärmetauscherkonstruktion gemäß DE 198 38 525 A1 ruht somit z.B. bei horizontaler Anordnung der Wärmetauscherplatten deren unteres Plattenteil jeweils auf den von der darunter liegenden Wärmetauscherplatte nach oben abragenden Stegen auf, so dass trotz Fehlens von am unteren Plattenteil der Wärmetauscherplatten nach unten abragenden Stegen zwischen den einzelnen Wärmetauscherplatten Kühlluftkanäle vorhanden und Voraussetzungen für eine intensive Wärmeabfuhr gegeben sind.

Die Stege sind erfindungsgemäß durch zum Feuchtluftkanal offene Taschen gebildet, in denen sich kein Kondensat anstauen kann und deren Stegwandteile demgemäß Kühlflächen bilden.

Der Wirkungsgrad des Wärmetauschers lässt sich dabei noch entscheidend dadurch verbessern, dass der Feuchtluftkanal als Flachrohr ausgebildet ist (Anspruch 2) und vorzugsweise oberer und unterer Kanalwandteil des Feuchtluftkanals im Querschnitt gewellt ausgebildet sind und beide Wellenlinien zueinander parallel verlaufen (Anspruch 5).

Die Länge der sich quer zum Feuchtluftkanal erstreckenden Stege kann ungefähr der Breite des als Flachrohr ausgebildeten Feuchtluftkanals entsprechen. Bevorzugt wird jedoch eine Steglänge, die lediglich einem Bruchteil der Breite des Feuchtluftkanals entspricht, wobei die Stege in Längsrichtung des Flachrohres zweckmäßig auf Lücke zueinander versetzt angeordnet sind (Anspruch 3).

Eine derartige Steganordnung ermöglicht eine weitere wesentliche Verbesserung der Strömungsverhältnisse, indem die Stege an ihren Steglängsseiten nach außen schwach konvex zu krümmen sind (Anspruch 4). Zur Fertigung von Plattenteilen aus thermoplastischer Kunststofffolie empfiehlt es sich, in eine solche Folie durch thermische Umformung an zwei Folienhälften jeweils eine Konfiguration zur Bildung mindestens einer von zwei Hälften eines Feuchtluftkanals sowie an die Oberseite der oberen Hälfte desselben in Kanallängsrichtung, im Abstand voneinander und sich zum Feuchtluftkanal quer erstreckend, eine Vielzahl von Steg- bzw. taschenartigen Kühllamellen durch Tiefziehen anzuformen, danach die beiden Folienhälften durch Falten der Kunststofffolie derart auf Deckung zu bringen, dass deren Konfigurationen sich zum Feuchtluftkanal ergänzen und schließlich die freien Längsrandteile beider Folienhälften miteinander z.B. durch Kleben oder Schweißen dicht zu verbinden (Anspruch 6).

Die Zeichnung veranschaulicht mögliche Ausführungsbeispiele der Erfindung, wobei die Wärmetauscherplatten des Wäremetaucher-Plattenpaketes aus Kunststofffolie gebildet sind. Es zeigen:
1: eine Stirnansicht eines Wärmetauscher-Plattenpakets;
2: eine Draufsicht des Wärmetauscher-Plattenpaketes;
3: einen Querschnitt des oberen Plattenteils eines ersten Ausführungsbeispieles einer Wärmetauscherplatte;
4: einen Querschnitt des unteren Plattenteils eines ersten Ausführungsbeispiels einer Wärmetauscher-Platte;
5: einen Querschnitt einer aus den Plattenteilen gemäß den 3 und 4 gebildeten Wärmetauscher-Platte;
6: einen Teillängsschnitt entlang der Linie VI–VI durch die Wärmetauscher-Platte gemäß 5; und
7: einen Querschnitt durch eine Kunststofffolie zur Bildung eines zweiten Ausführungsbeispieles einer Wärmetauscher-Platte.
Das in 1 gezeigte Plattenpaket 10 für einen Kreuzstromwärmetauscher für Kondensationswäschetrockner ist beispielsweise aus acht einzelnen, als Ganzes jeweils mit 12 bezeichneten, beispielsweise horizontal übereinander gestapelten Wärmetauscher-Platten gebildet.
Diese Wärmetauscher-Platten 12 weisen jeweils beispielsweise drei zueinander parallel verlaufende Feuchtluftkanäle 14 auf, die Flachrohre definieren. Jede Wärmetauscher-Platte 12 besteht aus einem unteren Plattenteil 16 (4) und einem oberen Plattenteil 18 (3), die aus einer entsprechend verformten Folie gebildet sind.
Im vorliegenden Falle handelt es sich z.B. um eine Folie aus thermoplastischem Kunststoff.
Als Kunststoffmaterial zur Herstellung der Folie dient vorzugsweise Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere (ABS) oder Polypropylen, wobei eine Folie in einer Dicke von 0,15 mm bis 0,50 mm, vorzugsweise 0,3 mm thermogeformt wird, um die beiden Plattenteile 16, 18 herzustellen.
Die beiden, jeweils eine in 5 dargestellte Wärmetauscher-Platte 12 bildenden Plattenteile 16, 18 bilden sich ergänzende Formkörper, sogenannte Blister, die zueinander in Deckung gebracht und vorzugsweise lediglich entlang von äußeren Längsrandteilen 20, 22 durch Schweißen flüssigkeitsdicht verbunden werden. Entlang von benachbarten Feuchtluftkanälen 14 sind deren diese seitlich begrenzenden Kanalwandteile 28 vorzugsweise durch Druckfügen miteinander verbunden, wodurch die Stabilität der Wärmetauscherplatten 12 begünstigt wird.
Alternativ hierzu können die beiden Plattenteile 16 und 18, wie 7 zeigt, auch durch eine einstöckig, als Blister vorgeformte Kunststofffolie gebildet sein, deren Hälften dann durch Falten auf Deckung gebracht und deshalb lediglich noch entlang von zwei sich überdeckenden Längsrandteilen 30 und 31 z.B. zu verschweißen sind.
Die beiden Kanalwandteile 24 und 26 der Feuchtluftkanäle 14 sind im Querschnitt gewellt gestaltet, wobei beide Wellenlinien zueinander vorzugsweise parallel verlaufen. Diese Maßnahme schafft eine entsprechend vergrößerte Oberfläche der Kanalwandteile 24 und 26.
Wie aus den 3 und 5 zu ersehen ist, ragen vom oberen Plattenteil 18 außenseitig vertikal gerichtete Kühllamellen 32 ab, die sich quer zur Längsrichtung des jeweiligen Feuchtluftkanals 14 erstrecken. Die Länge dieser stegartigen Kühllamellen 32 könnte ungefähr der Breite des jeweiligen Feuchtluftkanals 14 entsprechen.
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel sind diese jedoch, wie insbesondere aus 2 ersichtlich ist, über die Breite jedes Feuchtluftkanals 14 vorzugsweise in drei Einzellamellen 32 gleicher Höhe unterteilt, die zueinander auf Lücke versetzt vorgesehen sind.
Die Kühllamellen 32 sind, wie 6 zeigt, durch Tiefziehen taschenartig, zum Feuchtluftkanal 14 offen, ausgeformt, so dass die Lamellenlängswandteile 34 und 36 sich in gegenseitigem Abstand zueinander befinden, wobei diese vorzugsweise noch nach außen gewölbt ausgebildet sind, um das Strömungsverhalten in den Kühlkanälen 42 optimal zu gestalten.
Durch das Tiefziehen der Kühllamellen 32 sind diese mit verrundeten Stirnkanten 38 und 40 (2) versehen, was sich beim Anströmen durch Kühlluft günstig auswirkt.
Bei entsprechender Dimensionierung der im Querschnitt gewellten Wärmetauscherplatten 12 sowie der taschenartigen Kühllamellen 32 lässt sich eine maximale Entfeuchtung der Feuchtluft in den Feuchtluftkanälen 14 erzielen.
Sofern eine Metallfolie, wie Aluminiumfolie, Verwendung findet, sollten die Stege 32 im Vergleich zu denjenigen aus einer Kunststofffolie geformten, eine reduzierte Bauhöhe aufweisen, um ein Reißen der Folie zu vermeiden.
Die Kühlluft wird durch das Wärmetauscher-Plattenpaket 10 in die die Feuchtluftkanäle 14 kreuzenden Kühlluftkanäle 42 ( 6) hindurchgeführt. Diese ergeben sich zwangsläufig dadurch, dass die aufeinander geschichteten Wärmetauscherplatten 12 mit ihrem unteren Plattenteil 16 jeweils auf den Kühllamellen 32 des oberen Plattenteils 18 der sich darunter befindenden Wärmetauscherplatte 12 aufliegen (6).
Die Kühlluft umströmt die Kühllamellen 32 und bestreicht die wellenförmig verlaufende Außenfläche von unterem und oberem Plattenteil 16 und 18, wobei die Konfiguration derselben so ausgelegt ist, dass bei minimaler Bauhöhe des Wärmetauscher- Plattenpaketes 10 eine optimale Entfeuchtungsleistung, beispielsweise 0 % Restfeuchte erzielt wird (1:1 Tauscher).
Das Wärmetauscher-Plattenpaket 10 wird, analog zur Konstruktion der oben zitierten DE 198 38 525 A1 , an seinen beiden Stirnseiten jeweils in einem aus Kunststoff bestehenden Halterahmen abgedichtet gehalten, was sich mittels eines Klebers, vorzugsweise Gießharz, bewerkstelligen lässt.
Als Alternative hierzu, kann das Wärmetauscher-Plattenpaket 10 beidseitig gegen eine gestanzte oder gelochte Weichgummiplatte gepresst werden, die in den betreffenden Halterahmen eingelegt ist.
Im Unterschied zu der in 1 gezeigten, horizontalen Anordnung von Wärmetauscherplatten 12, können diese auch in einer um 90° gedrehten, also vertikalen Anordnung vorgesehen sein. In diesem Falle können an beide Kanalwandteile 24, 26 der Feuchtluftkanäle 14 taschenartige, offene Stege 32 angeformt sein. Aus den sich dann vertikal erstreckenden Stegen 32 kann sich an diesen niederschlagendes Kondensat ablaufen. Die aus der beidseitigen Steganordnung resultierende Vergrößerung der Kühlfläche der Feuchtluftkanäle 14, ermöglicht eine weitere Verkleinerung der Baugröße der wärmetauscherplatten 12.

Claims

Kreuzstrom-Wärmetauscher für Kondensationswäschetrockner, mit einer Vielzahl von flachen Wärmetauscherplatten (12), die als Paket (10) im Abstand und zueinander parallel geschichtet sind und jeweils durch zwei einander gegenüber liegenden Plattenrandteilen miteinander verbundene und zwischen sich wenigstens einen Feuchtluftkanal (14) einschließende Plattenteile (16, 18) aus einer aus thermoplastischem Kunststoff oder aus einem wärmeleitendem Metall bestehenden Folie gebildet sind, welche Wärmetauscherplatten (12) eine Vielzahl von aus der Folie senkrecht ausgeformten, Kühllamellen bildenden Stegen (32) aufweisen, die sich quer zum Feuchtluftkanal (14) erstrecken und, sich gemeinsam an einem Plattenteil (16) einer benachbarten Platte (12) abstützend, eine Vielzahl von Kühlluftkanäle (42) bilden, wobei die Wärmetauscherplatten (12) an ihren, die Öffnungen des Feuchtluftkanals (14) aufweisenden Stirnenden gegenseitig in jeweils einem Halterahmen abgedichtet festgelegt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die die Kühllamellen bildenden Stege (32) zumindest an die Außenseite des einen Plattenteils (18) der beiden, eine Wärmetauscherplatte (12) bildenden Plattenteile (16, 18) als zum Feuchtluftkanal (14) hin offene Taschen ausgeformt sind.
Kreuzstrom-Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Feuchtluftkanal (14) durch ein Flachrohr gebildet ist.
Kreuzstrom-Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der an den oberen Rohrwandteil (26) angeformten, taschenartigen Stege (32) lediglich ein Bruchteil seiner Breite beträgt und dass die Stege (32) in Längsrichtung des Feuchtluftkanals (14) zueinander auf Lücke versetzt angeordnet sind.
Kreuzstrom-Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (32) an ihren Steglängsseiten (34, 36) nach außen schwach konvex gekrümmt sind.
Kreuzstrom-Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass oberer und unterer Kanalwandteil (24, 26) des Feuchtluftkanals (14) im Querschnitt gewellt ausgebildet sind und beide Wellenlinien zueinander parallel verlaufen.
Verfahren zur Herstellung eines Kreuzstrom-Wärmetauschers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung einer Wärmetauscherplatte (12) eines aus mehreren Wärmetauscherplatten (12) bestehenden Wärmetauscher- Plattenpakets (10) in eine Kunststofffolie durch Thermoumformung an zwei Folienhälften (16, 18) jeweils eine Konfiguration zur Bildung mindestens einer von zwei Hälften (24, 26) eines Feuchtluftkanals (14) sowie wenigstens an die Oberseite der oberen Hälfte (26) desselben in Kanallängsrichtung im Abstand voneinander und sich zum Feuchtluftkanal (14) quer erstreckend, eine Vielzahl von steg- bzw. taschenartigen Kühllamellen (32) durch Tiefziehen angeformt werden, dass danach die beiden Folienhälften (16, 18) durch Falten der Kunststofffolie derart auf Deckung gebracht werden, dass deren Konfigurationen sich zum Feuchtluftkanal (14) ergänzen und dass schließlich die freien Längsrandteile (20, 22) beider Folienhälften (16, 18) miteinander dicht verbunden werden.