DE202022101563U1

DE202022101563U1 - Bausatz für einen Wärmeaustauscher

Info

Publication number: DE202022101563U1
Application number: DE202022101563.5U
Authority: DE
Original assignee: Regirt Metall GmbH
Current assignee: Regirt Metall GmbH
Priority date: 2022-03-24
Filing date: 2022-03-24
Publication date: 2022-04-06
Anticipated expiration: 2032-03-25

Abstract

Bausatz für einen Wärmeaustauscher, mit mehreren Thermoplatten (10), wobei jede Thermoplatte (10) mehrere, vorzugsweise zumindest abschnittsweise parallel zueinander orientierte, Plattenkanäle (24) aufweist, wenigstens einem Einlaufelement (12), wobei das Einlaufelement (12) einen Durchflusskanal (20) und mehrere seitliche Öffnungen (22) zum Verbinden des Durchflusskanals (20) mit den Plattenkanälen (24) aufweist, und wenigstens einem Auslaufelement (14), wobei das Auslaufelement (14) einen Durchflusskanal (20) und mehrere seitliche Öffnungen (22) zum Verbinden des Durchflusskanals (20) mit den Plattenkanälen (24) aufweist, wobei die Thermoplatten (10) modulartig mittels einer Steck- und/oder Klebeverbindung (26) an einem Randbereich (28, 30) miteinander verbindbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Bausatz für einen Wärmeaustauscher sowie einen Wärmeaustauscher mit mehreren Thermoplatten, wobei jede Thermoplatte mehrere, vorzugsweise zumindest abschnittsweise parallel zueinander orientierte, Plattenkanäle aufweist, wenigstens einem Einlaufelement, wobei das Einlaufelement einen Durchflusskanal und mehrere seitliche Öffnungen zum Verbinden des Durchflusskanals mit den Plattenkanälen aufweist, und wenigstens einem Auslaufelement, wobei das Auslaufelement einen Durchflusskanal und mehrere seitliche Öffnungen zum Verbinden des Durchflusskanals mit den Plattenkanälen aufweist.
Ein entsprechender Wärmeaustauscher ist beispielsweise aus DE 20 2019 105 538 U1 bekannt. Der Inhalt der DE 20 2019 105 538 U1 wird, beispielsweise in Bezug auf die Ausführbarkeit sowie mögliche Ausgestaltungen der Erfindung, in diese Anmeldung miteinbezogen.
Nachteilig bei bisherigen Wärmeaustauschern sind die vergleichsweise hohen Herstellungskosten. So muss je nach gewünschter Größe eine individuelle Fertigung der Thermoplatten erfolgen.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen Bausatz für einen Wärmeaustauscher sowie einen Wärmeaustauscher zu schaffen, bei dem Kosten eingespart werden.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche.
Erfindungsgemäß ist ein Bausatz für einen Wärmeaustauscher vorgesehen.
Die Wärmeaustauscher können z.B. beim Transport und/oder der Lagerung von Organen, Blutplasma, Medizinprodukten, z.B. Medikamenten und/oder Vakzinen, beispielsweise mRNA-Impfstoffen, z.B. gegen COVID-19, Lebensmitteln und/oder Saatgut eingesetzt werden. Auch andere Anwendungen im Tiefkühlbereich (Kryotechnik), z.B. bei der Gefriertrocknung, sind denkbar. Beispielseise kann der Wärmeaustauscher in der Raumfahrt, der Chemie- und/oder Elektronik-Industrie, z.B. bei der Prüfung von Chips, eingesetzt werden.
Beispielsweise kann der Wärmeaustauscher bei einem Schrank mit einem oder mehreren Kühlböden verwendet werden.
Der Bausatz weist mehrere Thermoplatten auf.
Thermoplatten haben gegenüber Gittern, wie sie herkömmlich bei Kühl- oder Gefrierschränken eingesetzt werden, den Vorteil, dass die Kontaktflächen mit dem zu kühlenden Produkt deutlich größer sind. Die Zeit zum Kühlen und/oder Gefrieren reduziert sich dadurch erheblich.
Vorzugsweise sind die Thermoplatten rechteckförmig, z.B. quadratisch, ausgebildet.
Beispielsweise kann eine Thermoplatte eine Breite zwischen 5 cm und 50 cm, vorzugsweise zwischen 15 cm und 25 cm, z.B. 19 cm, aufweisen. Die Länge der Thermoplatte kann beispielsweise zwischen 10 cm und 100 cm, vorzugsweise zwischen 40 cm und 60 cm, z.B. 50 cm, betragen. Die Thermoplatte kann beispielsweise eine Höhe zwischen 1 cm und 3 cm, z.B. 1,6 cm, aufweisen.
Jede Thermoplatte weist mehrere, vorzugsweise zumindest abschnittsweise parallel zueinander orientierte, Plattenkanäle auf. Die Plattenkanäle können z.B. als Bohrungen ausgebildet sein.
Obgleich meanderförmige Plattenkanäle grundsätzlich denkbar sind, erstrecken sich die Plattenkanäle vorzugsweise in lediglich eine Richtung. Vorzugsweise sind die Plattenkanäle somit über die gesamte Länge parallel zueinander orientiert. Dadurch verringert sich der Strömungsweg, was den Differenzdruck minimiert. Dies unterscheidet die Plattenkanäle auch von bisher bekannten Rohren oder Platten, welche sich thermodynamisch etwa 50 % schlechter verhalten, da beispielsweise bei einer Änderung des Aggregatszustands durch den Druckverlust eine Leistungsminderung auftritt.
Durch die Plattenkanäle kann vorzugsweise ein Kühl- und/oder Kältemedium hindurchgeleitet werden.
Als Kühl- und/oder Kältemedium kann beispielsweise ein Gas, z.B. Stickstoff, Flüssiggas, z.B. Methan, eine Flüssigkeit und/oder hoch viskose Medien, z.B. Silikon bzw. ein Silikon-Öl, verwendet werden. Grundsätzlich kann ein beliebiges organisches oder anorganisches Kühl- und/oder Kältemedium verwendet werden. Auch funktionellen Proteine, welche beispielsweis als NOVOTEC® bekannt sind, Halogen-Kohlenstoff-Verbindungen und/oder Ammoniak sind als Kühl- und/oder Kältemedium denkbar.
Die Plattenkanäle sind vorzugsweise derart dimensioniert, dass beispielsweise eine Regulierung der Menge und/oder eine Aggregatsänderung des Kühl- und/oder Kältemediums möglich ist. In der Kältetechnik wird das flüssige Kühl- und/oder Kältemedium verdampft, sodass Gas entsteht. Das Gas weist ein größeres Volumen auf. Dies stellt vorliegend kein Problem dar, da beispielsweise mehrere Plattenkanäle vorgesehen sind.
Die Plattenkanäle sind vorzugsweise in einer, beispielsweise horizontalen, Ebene angeordnet. Vorzugsweise erfolgt die Durchströmung mit einem Kühl- und/oder Kältemedium ausschließlich horizontal.
Beispielsweise können die Plattenkanäle gleichmäßig, z.B. äquidistant, in der Ebene verteilt sein. Dies ermöglicht ein gleichmäßiges Kühlergebnis der gesamten Thermoplatte. Temperaturunterschiede auf den Außenflächen der Thermoplatte können dadurch vermieden werden. Falls gewünscht, können alternativ jedoch durch eine entsprechende Anordnung der Plattenkanäle gezielt Bereiche mit unterschiedlichen Temperaturen geschaffen werden.
Die Plattenkanäle können von der Thermoplatte umschlossen sein. Beispielsweise kann ein Boden der Thermoplatte die Plattenkanäle von unten und ein Deckel der Thermoplatte die Plattenkanäle von oben begrenzen. Der Boden und der Deckel können parallel zueinander orientiert sein. Die Thermoplatte hat folglich quasi einen doppelbödigen Aufbau. Der Boden und der Deckel schließen mehrere als Plattenkanäle ausgebildete Hohlräume ein. Die Plattenkanäle können variabel gestaltet werden. So ergibt sich ein variables Volumen.
Seitlich können die Plattenkanäle z.B. durch Seitenwände begrenzt sein. An den Stirnseiten, also vorne und hinten, können die Plattenkanäle vorzugsweis offen sein. Die Plattenkanäle können somit vollständig vom Kühl- und/oder Kältemedium durchströmt werden.
Der Bausatz weist wenigstens ein Einlaufelement auf, wobei das Einlaufelement einen Durchflusskanal und mehrere seitliche Öffnungen zum Verbinden des Durchflusskanals mit den Plattenkanälen aufweist.
Der Durchflusskanal und/oder die Öffnungen des Einlaufelements können z.B. als Bohrungen ausgebildet sein.
Ferner weist der Bausatz wenigstens ein Auslaufelement auf, wobei das Auslaufelement einen Durchflusskanal und mehrere seitliche Öffnungen zum Verbinden des Durchflusskanals mit den Plattenkanälen aufweist.
Der Durchflusskanal und/oder die Öffnungen des Auslaufelements können z.B. als Bohrungen ausgebildet sein.
Die Öffnungen des Einlaufelements und/oder die Öffnungen des Auslaufelements können z.B. rund, oval oder rechteckförmig ausgebildet sein. Auch eine rechteckige Form mit abgerundeten Schmalseiten ist denkbar. Die Öffnungen können beispielsweise zwischen 1 cm und 5 cm, vorzugsweise zwischen 3 cm und 4 cm, z.B. 3,5 cm, breit sein. Die Höhe der Öffnungen kann beispielsweise zwischen 0,1 cm und 2 cm, vorzugsweise zwischen 0,5 cm und 1 cm, z.B. 0,8 cm, betragen.
Vorzugsweise ist das Auslaufelement spiegelverkehrt, aber ansonsten baugleich zum Einlaufelement ausgebildet.
Beispielsweise können mehrere Einlaufelemente und/oder mehrere Auslaufelemente vorgesehen sein. Benachbarte Einlaufelemente bzw. Auslaufelemente können vorzugsweise, z.B. stirnseitig, aneinander gesteckt und/oder geklebt werden.
Der Durchflusskanal des Einlaufelements und/oder der Durchflusskanal des Auslaufelements kann zumindest teilweise vom Einlaufelement bzw. Auslaufelement umschlossen sein. Beispielsweise kann ein Boden des Einlaufelements bzw. Auslaufelements den Durchflusskanal von unten und ein Deckel des Einlaufelements bzw. Auslaufelements den Durchflusskanal von oben begrenzen. Seitlich kann der Durchflusskanal z.B. durch Seitenwände begrenzt sein, wobei eine Seitenwand die Öffnungen aufweisen kann. An einer Stirnseite, also z.B. vorne, kann der Durchflusskanal vorzugsweise offen sein. An der anderen Stirnseite, also z.B. hinten, kann der Durchflusskanal offen oder geschlossen sein. Bei einer offenen Stirnseite kann der Durchflusskanal durch ein angrenzendes Einlaufelement bzw. Auslaufelement verlängert werden. Beim hintersten Einlaufelement bzw. Auslaufelement kann der Durchflusskanal hingegen vorzugsweise geschlossen sein, um einen Austritt des Kühl- und/oder Kältemediums zu verhindern.
Der Durchflusskanal des Einlaufelements und/oder der Durchflusskanal des Auslaufelements kann rechtwinklig zu den Plattenkanälen angeordnet sein. Im montierten Zustand zweigen die Plattenkanäle somit seitlich vom Durchflusskanal ab.
Der Durchflusskanal des Einlaufelements und/oder der Durchflusskanal des Auslaufelements kann vorzugsweise in derselben Ebene wie die Plattenkanäle angeordnet sein.
Der Durchflusskanal des Einlaufelements und der Durchflusskanal des Auslaufelements sind bevorzugt parallel zueinander orientiert und können vorzugsweise an gegenüberliegenden Seiten der Thermoplatte angeordnet werden.
Die Thermoplatten sind modulartig mittels einer Steck- und/oder Klebeverbindung an einem Randbereich miteinander verbindbar. Im montierten Zustand sind die Thermoplatten somit fest miteinander verbunden.
Als Steckverbindung kann z.B. eine Zapfenverbindung vorgesehen sein.
Beispielsweise kann ein Randbereich der Thermoplatte, welcher im zusammengebauten Zustand nicht an das Einlaufelement bzw. Auslaufelement angrenzt, flacher als ein Grundkörper der Thermoplatte ausgebildet sein. Ein gegenüberliegender Randbereich kann eine Aufnahme, z.B. einen Schlitz, für die Aufnahme eines flachen Randbereichs einer benachbarten Thermoplatte aufweisen. Auf diese Weise können mehrere Thermoplatten seitlich aneinander gesteckt werden.
Alternativ oder zusätzlich zur Steckverbindung kann eine Klebeverbindung zum Verbinden der Thermoplatten vorgesehen sein. Die Thermoplatten können miteinander verklebt, z.B. verleimt, werden.
Im Gegensatz zu einem Verschweißen entstehen beim Verkleben keine Schweißnähte. Die flachen und/oder glatten Flächen sorgen für einen optimalen Energieaustauch mit dem zu kühlenden Gut. Zudem lassen sich diese einfach reinigen, was die Hygiene verbessert. Auch sind die Fertigungszeiten beim Verkleben deutlich geringer als beispielsweise bei einem Verschweißen. Zudem werden Energie und CO2 eingespart. Vorteilhaft ist zudem, dass ein Öl-Anteil des Kühl- und/oder Kältemittels nicht ausdampfen kann. Dieser kann als Schmierung der im Kühl- und/oder Kältekreislaufs vorhandenen Komponenten dienen.
Die Wandstärke kann gegenüber herkömmlichen Wärmeaustauschern deutlich geringer dimensioniert werden. Die Wärme-Übertragung (K-Wert) erreicht dabei rechnerisch beispielsweise einen um etwa 30 % höheren Wert im Vergleich zu einer geschweißten Verbindung.
Mit dem erfindungsgemäßen Bausatz kann ein Wärmeaustauscher beliebiger Größe modulartig zusammengebaut werden. Beispielsweise sind Größen bis zu 6 m denkbar. Eine Vergrößerung der Oberfläche und somit eine Steigerung der Leistung ist daher auf einfache Weise möglich. Ist der Wärmeaustauscher hingegen noch nicht montiert, können die Thermoplatten platzsparend gelagert und/oder transportiert werden.
Zudem können mehrere Wärmeaustauscher zu einem Bündel zusammengestellt werden. Dabei können mehrere Thermoplatten parallel zueinander ausgerichtet werden.
Durch den modulartigen Aufbau können Kosten bei der Herstellung eingespart werden, da individuelle Wärmeaustauscher aus Standardmodulen zusammengestellt werden können.
Weiterbildungen der Erfindung sind auch den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen zu entnehmen.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Einlaufelement mittels einer Steck- und/oder Klebeverbindung mit wenigstens einem Randbereich einer der Thermoplatten verbindbar.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist das Auslaufelement mittels einer Steck- und/oder Klebeverbindung mit wenigstens einem, vorzugsweise dem Einlaufelement gegenüberliegenden, Randbereich einer der Thermoplatten verbindbar.
Das Einlaufelement und/oder das Auslaufelement ist modulartig mittels einer Steck- und/oder Klebeverbindung an einem Randbereich mit der Thermoplatte verbindbar. Im montierten Zustand sind das Einlaufelement und/oder das Auslaufelement somit fest miteinander verbunden.
Je nach Größe des Wärmeaustauschers können auch mehrere Einlaufelemente und/oder Auslaufelemente modulartig mit den Thermoplatten verbunden werden.
Ein Randbereich des Einlaufelements und/oder des Auslaufelements kann eine Aufnahme, z.B. einen Schlitz, für einen flachen Randbereich der Thermoplatte aufweisen. Das Einlaufelement und/oder das Auslaufelement kann auf den flachen Randbereich der Thermoplatte aufgesteckt und/oder verklebt werden.
Alternativ kann das Einlaufelement und/oder das Auslaufelement einstückig mit der Thermoplatte ausgebildet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Größe einer Zulauföffnung eines Plattenkanals über die Position des Einlaufelements einstellbar.
Auf diese Weise ergibt sich ein variables Volumen bzw. eine variable Leistungsanwendung.
Der Durchfluss des Kühl- und/oder Kältemediums kann durch die Position des Einlaufelements gesteuert werden. Beispielsweise können die Öffnungen unmittelbar vor den Plattenkanälen angeordnet werden, um eine maximale Größe der Zulauföffnung zu erreichen. Wird das Einlaufelement verschoben, decken sich die Öffnungen und die Stirnseiten der Plattenkanäle nicht vollständig, sodass die Zulauföffnung verkleinert wird.
Vorzugsweise wird die Größe der Zulauföffnung bereits bei der Montage final festgelegt. Alternativ kann die Größe der Zulauföffnung variabel gestaltet und/oder beispielsweise während des Betriebs verändert werden.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist die Größe einer Auslauföffnung eines Plattenkanals über die Position des Auslaufelements einstellbar.
Auf diese Weise ergibt sich ein variables Volumen bzw. eine variable Leistungsanwendung.
Der Durchfluss des Kühl- und/oder Kältemediums kann durch die Position des Auslaufelements gesteuert werden. Beispielsweise können die Öffnungen unmittelbar vor den Plattenkanälen angeordnet werden, um eine maximale Größe der Auslauföffnung zu erreichen. Wird das Auslaufelement verschoben, decken sich die Öffnungen und die Stirnseiten der Plattenkanäle nicht vollständig, sodass die Auslauföffnung verkleinert wird.
Vorzugsweise wird die Größe der Auslauföffnung bereits bei der Montage final festgelegt. Alternativ kann die Größe der Auslauföffnung variabel gestaltet und/oder beispielsweise während des Betriebs verändert werden.
Vorzugsweise sind sämtliche seitlichen Öffnungen, die Zulauföffnungen und/oder die Auslauföffnungen gleich groß. Alternativ können diese auch unterschiedlich groß sein. Beispielsweise können sich die Öffnungen in Durchflussrichtung verkleinern oder vergrößern.
Beispielsweise können sich die Öffnungsweiten der Zulauföffnungen und/oder Auslauföffnungen ändern.
Vorzugsweise nehmen die Öffnungsweiten der Zulauföffnungen in Durchflussrichtung des Kühl- und/oder Kältemediums ab oder zu. Alternativ oder zusätzlich nehmen die Öffnungsweiten der Auslauföffnungen in Durchflussrichtung des Kühl- und/oder Kältemediums ab oder zu. Bei einer Abnahme der Öffnungsweiten nimmt die Strömungsgeschwindigkeit des Kühl- und/oder Kältemediums zu und der Druck nimmt ab. Dies führt zu einer gleichmäßigen Wärmeabfuhr.
Alternativ können auch bewusst Bereiche mit unterschiedlichen Temperaturen geschaffen werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ändert sich die Querschnittsfläche des Durchflusskanals über die Länge des Durchflusskanals.
Die Querschnittsfläche des Durchflusskanals des Einlaufelements und/oder des Auslaufelements kann z.B. in Durchflussrichtung des Kühl- und/oder Kältemediums abnehmen oder zunehmen. Auf diese Weise wird die Fließgeschwindigkeit und/oder der Druck beeinflusst.
Nach einer weiteren Ausführungsform ändern sich die Querschnittsflächen der Plattenkanäle über die Länge der Plattenkanäle.
Das durch den Durchflusskanal des Einlaufelements strömende Kühl- und/oder Kältemedium strömt zumindest teilweise in die seitlichen Öffnungen des Einlaufelements und gelangt auf diese Weise durch die Zulauföffnungen in die Plattenkanäle. Beim Austritt aus den Plattenkanälen strömt das Kühl- und/oder Kältemedium über die Auslauföffnungen durch die Öffnungen des Auslaufelements in den Durchflusskanal des Auslaufelements.
Eine Zulauföffnung kann z.B. größer, kleiner oder genau so groß wie die dem entsprechenden Plattenkanal gegenüberliegende Auslauföffnung sein.
Ist eine Zulauföffnung beispielsweise kleiner als die dem entsprechenden Plattenkanal gegenüberliegende Auslauföffnung, erhöht sich beim Eintritt in den Plattenkanal die Fließgeschwindigkeit des Kühl- und/oder Kältemediums, während sich der Druck erniedrigt. Die Fließgeschwindigkeit bleibt über die Längserstreckung des Plattenkanals gleich. Dies führt zu einer gleichmäßigen Wärmeabfuhr und einer erhöhten Energieeffizienz.
Alternativ können auch bewusst Bereiche mit unterschiedlichen Temperaturen geschaffen werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfassen die Thermoplatten, das Einlaufelement und/oder das Auslaufelement ein Metallmaterial, vorzugsweise Aluminium, oder bestehen daraus.
Die Thermoplatten, z.B. der Boden, der Deckel und/oder die Seitenwände der Plattenkanäle, das Einlaufelement und/oder das Auslaufelement, z.B. der Boden, der Deckel und/oder die Seitenwände des Durchflusskanals, können beispielsweise aus Aluminium bestehen oder eine Aluminiumlegierung aufweisen. Im Gegensatz zu anderen Arten von Metall weist Aluminium eine hohe Wärmeleitfähigkeit und/oder ein wesentlich geringeres Gewicht auf. Außerdem ist Aluminium leicht zu transportieren und/oder zu reinigen, wodurch hohe hygienische Anforderungen erfüllt werden. Zudem ist Aluminium bis rund -160° C beständig und/oder hält auch einem hohen Druck im Bereich von etwa 25 bar stand.
Vorzugsweise werden die Thermoplatten, das Einlaufelement und/oder das Auslaufelement aus einem, beispielsweise 200 mm breiten, Strangpressprofil gefertigt. Das Strangpressprofil kann gepresst werden, wobei die Plattenkanäle und/oder der Durchflusskanal ausgeformt werden können. Die Thermoplatten, das Einlaufelement und/oder das Auslaufelement können je nach Bedarf in unterschiedlichen Größen gefertigt werden.
Die Erfindung betrifft ferner einen Wärmeaustauscher aus einem erfindungsgemäßen Bausatz.
Die einzelnen Bauteile können miteinander über eine Steck- und/oder Klebeverbindung verbunden sein.
Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers mit einem erfindungsgemäßen Bausatz, bei dem mehrere Thermoplatten modulartig mittels einer Steck- und/oder Klebeverbindung an einem Randbereich miteinander verbunden werden.
Die Größe einer Zulauföffnung eines Plattenkanals kann hierbei vorzugsweise über die Position des Einlaufelements eingestellt werden.
Der Durchfluss des Kühl- und/oder Kältemittels kann daher auch bei standardisierten und/oder gleich großen Plattenkanälen alleine durch die Position des Einlaufelements bzw. Auslaufelements variiert werden.
Beispielsweise kann alternativ oder zusätzlich die Größe einer Auslauföffnung eines Plattenkanals über die Position des Auslaufelements eingestellt werden.
Alle hier beschriebenen Ausführungsformen und Bauteile der Vorrichtungen sind vorzugsweise dazu ausgebildet, nach dem hier beschriebenen Verfahren hergestellt zu werden. Zudem können alle hier beschriebenen Ausführungsformen der Vorrichtungen sowie alle hier beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens jeweils miteinander kombiniert werden, vorzugsweise auch losgelöst von der konkreten Ausgestaltung, in deren Zusammenhang sie erwähnt werden.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

1 eine Perspektivansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers,
2 eine teiltransparente Draufsicht des Wärmeaustauschers gemäß 1,
3 eine Schnittansicht gemäß der Linie A-A in 2,
4 eine Schnittansicht gemäß der Linie B-B in 2, und
5 bis 7 Schnittansichten verschiedener Relativpositionen zwischen einer Öffnung und einem Plattenkanal.

Zunächst ist zu bemerken, dass die dargestellten Ausführungsformen rein beispielhafter Natur sind. So können einzelne Merkmale nicht nur in der gezeigten Kombination, sondern auch in Alleinstellung oder in anderen technisch sinnvollen Kombinationen realisiert sein. Beispielsweise können die Merkmale einer Ausführungsform beliebig mit Merkmalen einer anderen Ausführungsform kombiniert werden. Vorzugsweise kann die Anzahl an Thermoplatten, Plattenkanälen, Einlaufelementen, Auslaufelementen und/oder Öffnungen variieren.
Enthält eine Figur ein Bezugszeichen, welches im unmittelbar zugehörigen Beschreibungstext nicht erläutert wird, so wird auf die entsprechenden vorhergehenden bzw. nachfolgenden Ausführungen in der Figurenbeschreibung Bezug genommen. So werden für gleiche bzw. vergleichbare Bauteile in den Figuren dieselben Bezugszeichen verwendet und diese nicht nochmals erläutert.
1 zeigt einen Wärmeaustauscher mit drei Thermoplatten 10, einem Einlaufelement 12 und einem Auslaufelement 14.
Beispielsweise kann der Wärmeaustauscher eine Länge zwischen 10 cm und 100 cm, vorzugsweise zwischen 50 cm und 60 cm, z.B. 55 cm, aufweisen. Die Breite des Wärmeaustauschers kann beispielsweise zwischen 10 cm und 100 cm, vorzugsweise zwischen 40 cm und 60 cm, z.B. 50 cm, betragen. Der Wärmeaustauscher kann beispielsweise eine Höhe zwischen 1 cm und 3 cm, z.B. 1,6 cm, aufweisen.
Das Einlaufelement 12 und das Auslaufelement 14 weisen jeweils einen Mutterkanal 16 auf.
Ein Kühl- und/oder Kältemedium kann über einen Anschweißnippel 18 in das Einlaufelement 12 gelangen bzw. aus dem Auslaufelement 14 austreten.
Wie in 2 dargestellt ist, weisen das Einlaufelement 12 und das Auslaufelement 14 jeweils einen Durchflusskanal 20 auf.
Ferner weisen das Einlaufelement 12 und das Auslaufelement 14 seitliche Öffnungen 22 auf.
Jede Thermoplatte 10 weist mehrere, parallel zueinander orientierte Plattenkanäle 24 auf.
Die Plattenkanäle 24 erstrecken sich in einem rechten Winkel zu den Durchflusskanälen 20 und sind mit diesen über die Öffnungen 22 verbunden.
Wie in 3 gezeigt ist, können die Thermoplatten 10 modulartig mittels einer Steck- und/oder Klebeverbindung 26 an einem Randbereich 28, 30 miteinander verbunden werden.
Ein Randbereich 28 der Thermoplatte 10, welcher im zusammengebauten Zustand nicht an das Einlaufelement 12 bzw. Auslaufelement 14 angrenzt, kann flacher als ein Grundkörper 31 der Thermoplatte 10 ausgebildet sein. Beispielsweise kann der flache Randbereich 28 eine Nase 32 bilden.
Ein Randbereich 30 einer benachbarten Thermoplatte 10 kann eine Aufnahme 36, z.B. einen Schlitz, für die Aufnahme der Nase 32 aufweisen. Auf diese Weise können mehrere Thermoplatten 10 seitlich aneinander gesteckt werden.
Vorzugsweise können die Thermoplatten 10 an den Randbereichen 28, 30 zusätzlich miteinander verklebt, z.B. verleimt, werden.
Durch den modulartigen Aufbau können im Grunde beliebig viele Thermoplatten 10 miteinander verbunden werden.
Wie in 4 zu sehen ist, kann das Auslaufelement 14 - alternativ oder zusätzlich auch das Einlaufelement 12 entsprechend - mit den Thermoplatten 10 mittels einer Steck- und/oder Klebeverbindung 26 verbunden werden.
Ein den Thermoplatten 10 zugewandter Randbereich 38 des Auslaufelements 14 kann eine Aufnahme 40, z.B. einen Schlitz, für einen flachen, nasenförmigen Randbereich 42 der Thermoplatte 10 aufweisen. Auf diese Weise kann das Auslaufelement 14 auf den flachen Randbereich 42 der Thermoplatte 10 aufgesteckt und vorzugsweise verklebt werden.
Wie in 5 schematisch dargestellt ist, kann das Auslaufelement 14 - alternativ oder zusätzlich auch das Einlaufelement 12 entsprechend - und somit die seitlichen Öffnungen 22 relativ zu den Plattenkanälen 24 verschoben werden, ehe beispielsweise ein festes Verbinden, beispielsweise ein Verkleben, erfolgt.
Die Größe einer Auslauföffnung 44 des Plattenkanals 24 - bzw. die Größe einer Zulauföffnung eines Plattenkanals 24 - kann folglich durch die Positionierung des Auslaufelements 14 bzw. des Einlaufelements 12 eingestellt werden.
In 6 wird ein Teil des Plattenkanals 24 abgedeckt. Die Größe der Auslauföffnung 44 ist daher reduziert.
In 7 sind die Öffnung 22 des Auslaufelements 14 und das stirnseitige Ende des Plattenkanals 24 hingegen deckungsgleich. Die Größe der Auslauföffnung 44 des Plattenkanals 24 ist daher maximal.
Die Größe der Auslauföffnung 44 kann gemäß der gewünschten Fließgeschwindigkeit und/oder den Erfordernissen eingestellt werden.
Beispielsweise kann sich die Größe benachbarter Auslauföffnungen 44 in Durchflussrichtung verkleinern.
Bezugszeichenliste

10: Thermoplatte
12: Einlaufelement
14: Auslaufelement
16: Mutterkanal
18: Anschweißnippel
20: Durchflusskanal
22: Öffnung
24: Plattenkanal
26: Steck- und/oder Klebeverbindung
28, 30: Randbereich
31: Grundkörper
32: Nase
36: Aufnahme
38: Randbereich
40: Aufnahme
42: Randbereich
44: Auslauföffnung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202019105538 U1 [0002]

Claims

Bausatz für einen Wärmeaustauscher, mit mehreren Thermoplatten (10), wobei jede Thermoplatte (10) mehrere, vorzugsweise zumindest abschnittsweise parallel zueinander orientierte, Plattenkanäle (24) aufweist, wenigstens einem Einlaufelement (12), wobei das Einlaufelement (12) einen Durchflusskanal (20) und mehrere seitliche Öffnungen (22) zum Verbinden des Durchflusskanals (20) mit den Plattenkanälen (24) aufweist, und wenigstens einem Auslaufelement (14), wobei das Auslaufelement (14) einen Durchflusskanal (20) und mehrere seitliche Öffnungen (22) zum Verbinden des Durchflusskanals (20) mit den Plattenkanälen (24) aufweist, wobei die Thermoplatten (10) modulartig mittels einer Steck- und/oder Klebeverbindung (26) an einem Randbereich (28, 30) miteinander verbindbar sind.
Bausatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlaufelement (12) mittels einer Steck- und/oder Klebeverbindung (26) mit wenigstens einem Randbereich (42) einer der Thermoplatten (10) verbindbar ist.
Bausatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslaufelement (14) mittels einer Steck- und/oder Klebeverbindung (26) mit wenigstens einem Randbereich (42) einer der Thermoplatten (10) verbindbar ist.
Bausatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe einer Zulauföffnung eines Plattenkanals (24) über die Position des Einlaufelements (12) einstellbar ist.
Bausatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe einer Auslauföffnung (44) eines Plattenkanals (24) über die Position des Auslaufelements (14) einstellbar ist.
Bausatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Querschnittsfläche des Durchflusskanals (20) über die Länge des Durchflusskanals (20) ändert.
Bausatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Querschnittsflächen der Plattenkanäle (24) über die Länge der Plattenkanäle (24) ändern.
Bausatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Thermoplatten (10), das Einlaufelement (12) und/oder das Auslaufelement (14) ein Metallmaterial, vorzugsweise Aluminium, umfassen oder daraus bestehen.
Wärmeaustauscher aus einem Bausatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche.